(57)【要約】送信装置及び受信装置を有し無線通信を行う無線装置においてキャリア再生能力を十分に発揮させる。無線装置における送信装置に備えられた位相雑音補正回路が、前記無線装置における受信装置が検出した位相誤差情報を取得する。前記位相誤差情報取得手段により取得された前記位相誤差情報を用いて、無線送信時に、ベースバンド信号に対して、前記受信装置と前記送信装置とが共用する局部発振器により生じる位相雑音の補正を行う位相雑音補正手段と、を備える。
2009081842.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線装置における送信装置に備えられ、前記無線装置における受信装置が検出した位相誤差情報を取得する位相誤差情報取得手段と、  前記送信装置に備えられ、前記位相誤差情報取得手段により取得された前記位相誤差情報を用いて、無線送信時に、ベースバンド信号に対して、前記受信装置と前記送信装置とが共用する局部発振器により生じる位相雑音の補正を行う位相雑音補正手段と、  を有することを特徴とする位相雑音補正回路。
【請求項２】
前記位相雑音補正手段は、前記位相誤差情報に含まれている、前記受信装置の無線受信時に前記局部発振器により生じた位相雑音を用いて、無線送信時にベースバンド信号に対して前記位相雑音の逆特性を付加することを特徴とする請求項１に記載の位相雑音補正回路。
【請求項３】
前記位相誤差情報取得手段は、前記位相誤差情報に対して時間平均処理を行い、熱雑音及び位相雑音を含む前記位相誤差情報から前記熱雑音を取り除いて前記位相雑音を取り出す時間平均手段を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の位相雑音補正回路。
【請求項４】
前記位相誤差情報取得手段は、前記位相誤差情報に含まれる無線受信時に前記局部発振器により生じた位相雑音の回転角度情報を前記位相雑音の特性として取得する位相雑音特性取得手段を有することを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の位相雑音補正回路。
【請求項５】
前記位相雑音補正手段は、前記位相誤差情報に含まれている、前記受信装置の無線受信時に前記局部発振器により生じた位相雑音の回転角度について複素共役を取り、前記ベースバンド信号に対して前記複素共役で得られた回転角度による位相回転を与える複素共役手段を有することを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の位相雑音補正回路。
【請求項６】
無線装置に受信装置とともに備えられる送信装置であって、  前記受信装置と共用する局部発振器と、  前記受信装置が検出した位相誤差情報を取得する位相誤差情報取得手段と、
前記位相誤差情報取得手段により取得された前記位相誤差情報を用いて、無線送信時に、ベースバンド信号に対して、前記局部発振器により生じる位相雑音の補正を行う位相雑音補正手段を有する位相雑音補正回路と、  を備えることを特徴とする送信装置。
【請求項７】
前記位相雑音補正手段は、前記位相誤差情報に含まれる無線受信時に前記局部発振器により生じた位相雑音を用いて、無線送信時にベースバンド信号に対して前記位相雑音の逆特性を付加することを特徴とする請求項６に記載の送信装置。
【請求項８】
前記位相誤差情報取得手段は、前記位相誤差情報に対して時間平均処理を行い、熱雑音及び位相雑音を含む前記位相誤差情報から前記熱雑音を取り除いて前記位相雑音を取り出す時間平均手段を有することを特徴とする請求項６又は７に記載の送信装置。
【請求項９】
前記位相誤差情報取得手段は、前記位相誤差情報に含まれる無線受信時に前記局部発振器により生じた位相雑音の回転角度情報を前記位相雑音の特性として取得する位相雑音特性取得手段を有することを特徴とする請求項６から８の何れか１項に記載の送信装置。
【請求項１０】
前記位相雑音補正手段は、前記位相誤差情報に含まれる無線受信時に前記局部発振器により生じた位相雑音の回転角度について複素共役を取り、前記ベースバンド信号に対して前記複素共役で得られた回転角度による位相回転を与える複素共役手段を有することを特徴とする請求項６から９の何れか１項に記載の送信装置。
【請求項１１】
無線装置に送信装置とともに備えられる受信装置であって、  前記送信装置と共用する局部発振器と、  無線受信時に前記局部発振器により生じた位相雑音を含む位相誤差情報を検出し、無線送信時にベースバンド信号に対して前記局部発振器により生じる位相雑音の補正を行う位相雑音補正回路を有する送信装置に前記位相誤差情報を送出する位相誤差情報検出手段を有する周波数誤差補正回路と、  を備えることを特徴とする受信装置。
【請求項１２】
前記周波数誤差補正回路は、前記位相誤差情報検出手段により検出された前記位相誤差情報のうち低周波の位相誤差成分を抽出し、前記位相誤差成分に含まれる周波数誤差を取得する周波数誤差取得手段を有することを特徴とする請求項１１に記載の受信装置。
【請求項１３】
受信装置及び送信装置を備える無線装置であって、  前記受信装置は、  前記送信装置と共用する第１の局部発振器と、  無線受信時に前記局部発振器により生じた位相雑音を含む位相誤差情報を検出する位相誤差情報検出手段を有する周波数誤差補正回路と、  を備え、  前記送信装置は、  前記受信装置と共用する第１の局部発振器と、  前記位相誤差情報検出手段により検出された前記位相誤差情報を取得する位相誤差情報取得手段と、
前記位相誤差情報取得手段により取得された前記位相誤差情報を用いて、無線送信時に、ベースバンド信号に対して、前記第１の局部発振器により生じる位相雑音の補正を行う位相雑音補正手段を有する位相雑音補正回路と、  を備えることを特徴とする無線装置。
【請求項１４】
前記位相雑音補正手段は、前記位相誤差情報に含まれる無線受信時に前記第１の局部発振器により生じた位相雑音を用いて、無線送信時にベースバンド信号に対して前記位相雑音の逆特性を付加することを特徴とする請求項１３に記載の無線装置。
【請求項１５】
前記周波数誤差補正回路は、前記位相誤差情報検出手段により検出された前記位相誤差情報のうち低周波の位相誤差成分を抽出し、前記位相誤差成分に含まれる周波数誤差を取得する周波数誤差取得手段を有することを特徴とする請求項１３又は１４に記載の無線装置。
【請求項１６】
前記位相誤差情報取得手段は、前記位相誤差情報に対して時間平均処理を行い、熱雑音及び位相雑音を含む前記位相誤差情報から前記熱雑音を取り除いて前記位相雑音を取り出す時間平均手段を有することを特徴とする請求項１３から１５の何れか１項に記載の無線装置。
【請求項１７】
前記位相誤差情報取得手段は、前記位相誤差情報に含まれる無線受信時に前記第１の局部発振器により生じた位相雑音の回転角度情報を前記位相雑音の特性として取得する位相雑音特性取得手段を有することを特徴とする請求項１３から１６の何れか１項に記載の無線装置。
【請求項１８】
前記位相雑音補正手段は、前記位相誤差情報に含まれる無線受信時に前記第１の局部発振器により生じた位相雑音の回転角度について複素共役を取り、前記複素共役で得られた回転角度による位相回転を前記ベースバンド信号に対して与える第１の複素共役手段を有することを特徴とする請求項１３から１７の何れか１項に記載の無線装置。
【請求項１９】
前記周波数誤差補正回路は、  前記位相誤差情報に含まれる無線受信時に前記第１の局部発振器により生じた周波数誤差の回転角度情報を前記周波数誤差の特性として取得する周波数誤差特性取得手段と、  前記周波数誤差特性取得手段により角度情報として取得された回転角度について複素共役を取り、無線受信で得られたベースバンド信号に対して前記複素共役で得られた回転角度による位相回転を与える第２の複素共役手段と、  を有し、  前記受信装置及び前記送信装置は、前記受信装置における中間周波数信号からベースバンド信号への復調及び前記送信装置におけるベースバンド信号から中間周波数信号への変調の際に用いられる第２の局部発振器をそれぞれ別個に備えることを特徴とする請求項１３から１８の何れか１項に記載の無線装置。
【請求項２０】
前記受信装置及び前記送信装置は、前記受信装置における中間周波数信号からベースバンド信号への復調及び前記送信装置におけるベースバンド信号から中間周波数信号への変調の際に用いられる第２の局部発振器をそれぞれ別個に備え、  前記受信装置に備えられた前記第２の局部発振器は、前記位相誤差情報に含まれる無線受信時に前記第１の局部発振器により生じた周波数誤差に基づいて、発振する周波数を調整することを特徴とする請求項１３から１８の何れか１項に記載の無線装置。
【請求項２１】
前記周波数誤差補正回路は、  前記位相誤差情報に含まれる無線受信時に前記第１の局部発振器により生じた周波数誤差の回転角度情報を前記周波数誤差の特性として取得する周波数誤差特性取得手段と、  前記周波数誤差特性取得手段により角度情報として取得された回転角度について複素共役を取り、無線受信で得られたベースバンド信号に対して前記複素共役で得られた回転角度による位相回転を与える第２の複素共役手段と、  を有し、  前記受信装置及び前記送信装置は、前記受信装置における中間周波数信号からベースバンド信号への復調及び前記送信装置におけるベースバンド信号から中間周波数信号への変調の際に用いられる第２の局部発振器を共用することを特徴とする請求項１３から１８の何れか１項に記載の無線装置。
【請求項２２】
前記受信装置及び前記送信装置は、前記受信装置における中間周波数信号からベースバンド信号への復調及び前記送信装置におけるベースバンド信号から中間周波数信号への変調の際に用いられる第２の局部発振器を共用し、  前記第２の局部発振器は、前記位相誤差情報に含まれる無線受信時に前記第１の局部発振器により生じた周波数誤差に基づいて、発振する周波数を調整することを特徴とする請求項１３から１８の何れか１項に記載の無線装置。
【請求項２３】
受信装置及び送信装置を備える複数の無線装置から構成される無線通信システムにおいて、複数の前記無線装置が請求項１３から１８の何れか１項に記載の無線装置であることを特徴とする無線通信システム。
【請求項２４】
無線装置に備えられた送信装置が備える位相雑音補正回路が、前記無線装置における受信装置が検出した位相誤差情報を取得し、  前記位相雑音補正回路が、前記取得した前記位相誤差情報を用いて、無線送信時に、ベースバンド信号に対して、前記受信装置と前記送信装置とが共用する局部発振器により生じる位相雑音の補正を行うことを特徴とする位相雑音補正方法。
【請求項２５】
受信装置及び送信装置を備える無線装置における位相雑音補正方法であって、  前記受信装置及び前記送信装置が局部発振器を共有し、
前記受信装置が、無線受信時に前記局部発振器により生じた位相雑音を含む位相誤差情報を検出し、
前記送信装置が、前記受信装置により前記検出された前記位相誤差情報を取得し、
前記送信装置が、前記取得した前記位相誤差情報を用いて、無線送信時に、ベースバンド信号に対して、前記局部発振器により生じる位相雑音の補正を行うことを特徴とする位相雑音補正方法。
【請求項２６】
前記位相雑音補正の補正は、前記位相誤差情報に含まれる無線受信時に前記局部発振器により生じた位相雑音を用いて、無線送信時にベースバンド信号に対して前記位相雑音の逆特性を付加することにより行うこと特徴とする請求項２４又は２５に記載の位相雑音補正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位相雑音補正回路、送信装置、受信装置、無線装置、無線通信システム、及び位相雑音補正方法に関し、特に、無線通信において無線周波数と中間周波数との間の周波数変換を行う際に発生する位相雑音の軽減に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、無線デジタル通信を行う無線装置における復調器の主要な機能は、伝送路上で劣化要因となるフェージング等の影響のもと、キャリアやクロック再生を行うことである。もっとも、装置の高周波化及び低価格化に伴って、装置内部に備える発振器（局部発振器）により生じる位相雑音が装置全体の特性に与える影響が大きくなったという問題がある。そして、このため復調器は位相雑音による劣化成分が相加された状態では十分な特性が得られないという状態に陥っていた。このように、現在、高周波無線デジタル通信の品質に支障をきたしている問題の１つとして、局部発振器で発生する位相雑音が挙げられる。  【０００３】
ここで、高周波無線デジタル通信に用いる伝送装置について説明するために、図１２に送信装置及び受信装置の概略を示す。図１２（ａ）は送信装置の構成を表し、図１２（ｂ）は受信装置の構成を表す。図１２（ａ）に示すように、送信装置４０では、直交変調器４１とＩＦ（Intermediate Frequency）ローカル発振器４２によりＢＢ（Base Band）信号４６がＩＦ信号４７に変換される。さらに、ミキサ４３とＲＦ（Radio Frequency）ローカル発振器４４によりＩＦ信号４７がＲＦ信号４８に変換され、最終的にアンテナ４５からＲＦ信号４８が送出される。一方、図１２（ｂ）に示すように、受信装置６０では、送信装置４０から送出された信号をアンテナ６６で受信する。次に、アンテナ６６で受信したＲＦ信号６７は、ミキサ６４とＲＦローカル発振器６５によりＩＦ信号６８に変換され、さらに、直交復調器６２とＩＦローカル発振器６３によりＢＢ信号６９に変換される。  【０００４】
この場合、送信装置４０及び受信装置６０において合計で４つのローカル発振器（ＲＦローカル発振器４４及び６５、ＩＦローカル発振器４２及び６３）が用いられる。そして、これら４つのローカル発振器から発生する位相雑音は互いに無相関である。上記図１２に示す構成では、受信装置６０において、受信したＲＦ信号６７をＢＢ信号６９に変換した後、キャリア再生ＰＬＬ（Phase Locked Loop）６１によって、送受信装置間のローカル発振器の周波数誤差を補正するとともに、位相雑音の補正を行っていた。しかし、このような方法を用いても、位相雑音成分が大きい場合には、キャリア再生ＰＬＬ６１において充分な補正をすることができず、結果としてキャリア再生能力に劣化が見られた。  【０００５】
この点に関連する技術として、例えば特許文献１では、周波数精度の向上、装置の小型化及び低コスト化を図った周波数変換装置が開示されている。当該周波数変換装置では、複数の局部発振周波数のうち周波数が低い一部の信号のみを、予め定められたビーコン信号が局部発振周波数の信号と混合されて生成された中間周波数のビーコン信号に基づいて位相同期ループにより生成する。そして、生成された信号を用いて周波数変換を行うことで、変換時に発生する周波数誤差や位相雑音の相殺を狙っている。  【０００６】
また、例えば特許文献２では、デジタル信号生成手段、タイミング再生手段、キャリア再生手段及び位相雑音補正手段を有する復調装置が開示されている。当該復調装置では、位相雑音補正手段が、位相差がプラス側に増加したときに増加分の値、マイナス側に増加したときに増加分の−１倍の値である位相雑音補正信号を出力する。そして、キャリア再生手段が、位相雑音補正信号に基づいてタイミング再生後のデジタル信号の位相差のゲインを設定し、ゲインに応じて発振した発振信号により位相雑音を抑制する方向にシンボルを回転させてキャリア再生を行う。このような構成を採用することで、位相雑音の補正制御を効率良く高精度に行い、品質及び信頼性の向上を図ろうとしている。  
【特許文献１】特開２０００−９１９３９号公報
【特許文献２】特開２００３−１８２３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）等の位相変調方式を用いる無線装置において、製品の高性能化と低価格化を同時に実現することが望まれる。これを実現するために、現在使用しているデバイスよりも安価だが性能の不足するようなデバイスを用いる場合でも、現在の製品と同等かそれ以上の品質を保つ方法が必要になっている。特に、位相雑音による影響は通信品質に大きく影響を及ぼすため、位相雑音の影響を可能な限り軽減する方法が求められている。  【０００８】
これに対して、特許文献１で開示された技術は、中間周波数のビーコン信号に基づいて位相同期ループにより周波数の低い局部発振周波数信号を生成して周波数誤差の補正を行うものである。また、特許文献２で開示された技術は、位相差の増減分に基づいて位相差のゲインを設定し、該ゲインに応じて発振した発振信号により位相雑音を抑制する方向にシンボル回転させてキャリア再生を行うものである。  【０００９】
上記特許文献１及び２で開示された技術では、いずれも受信装置のキャリア再生ＰＬＬ（特許文献１は位相同期ループ、特許文献２はキャリア再生手段）で周波数誤差補正及び位相雑音補正を行う。ある程度の位相雑音を補正するためにはループフィルタの通過帯域を広げる必要がある。しかし、ループフィルタの通過帯域を広げると、キャリア再生ＰＬＬ自身で発生するノイズが増加し、キャリア再生能力を低下させることになってしまう。一方で、キャリア再生能力を向上させるためにループフィルタの通過帯域を狭めると十分な位相雑音の補正を行うことができず、通信品質に大きな影響を与えることとなってしまう。  【００１０】
そこで、本発明は、上述した事情に鑑みて、無線通信を行う送受信装置において、キャリア再生能力を十分に発揮させることが可能となる位相雑音補正回路、送信装置、受信装置、該送受信装置を備える無線装置等を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明の第１の位相雑音補正回路は、無線装置における送信装置に備えられ、無線装置における受信装置が検出した位相誤差情報を取得する位相誤差情報取得部と、送信装置に備えられ、位相誤差情報取得部により取得された位相誤差情報を用いて、無線送信時に、ベースバンド信号に対して、受信装置と送信装置とが共用する局部発振器により生じる位相雑音の補正を行う位相雑音補正部と、を有する。  【００１２】
また、本発明の第１の送信装置は、無線装置に受信装置とともに備えられる送信装置であって、受信装置と共用する局部発振器と、受信装置が検出した位相誤差情報を取得する位相誤差情報取得部、及び、位相誤差情報取得部により取得された位相誤差情報を用いて、無線送信時に、ベースバンド信号に対して、局部発振器により生じる位相雑音の補正を行う位相雑音補正部を有する位相雑音補正回路と、を備える。  【００１３】
また、本発明の第１の受信装置は、無線装置に送信装置とともに備えられる受信装置であって、送信装置と共用する局部発振器と、無線受信時に局部発振器により生じた位相雑音を含む位相誤差情報を検出し、無線送信時にベースバンド信号に対して局部発振器により生じる位相雑音の補正を行う位相雑音補正回路を有する送信装置に位相誤差情報を送出する位相誤差情報検出部を有する周波数誤差補正回路と、を備える。  【００１４】
また、本発明の第１の無線装置は、受信装置及び送信装置を備える無線装置であって、受信装置は、送信装置と共用する第１局部発振器と、無線受信時に局部発振器により生じた位相雑音を含む位相誤差情報を検出する位相誤差情報検出部を有する周波数誤差補正回路と、を備え、送信装置は、受信装置と共用する第１局部発振器と、位相誤差情報検出部により検出された位相誤差情報を取得する位相誤差情報取得部、及び、位相誤差情報取得部により取得された位相誤差情報を用いて、無線送信時に、ベースバンド信号に対して、第１局部発振器により生じる位相雑音の補正を行う位相雑音補正部を有する位相雑音補正回路と、を備える。  【００１５】
また、本発明の第１の無線通信システムは、受信装置及び送信装置を備える複数の無線装置から構成される無線通信システムであって、受信装置は、前記送信装置と共用する局部発振器と、無線受信時に局部発振器により生じた位相雑音を含む位相誤差情報を検出する位相誤差情報検出部を有する周波数誤差補正回路を備え、送信装置は、前記受信装置と共用する局部発振器と、位相誤差情報検出部により検出された位相誤差情報を取得する位相誤差情報取得部、及び、位相誤差情報取得部により取得された位相誤差情報を用いて、無線送信時に、ベースバンド信号に対して、局部発振器により生じる位相雑音の補正を行う位相雑音補正部を有する位相雑音補正回路と、を備える。  【００１６】
また、本発明の第１の位相雑音補正方法は、無線装置に備えられた送信装置が備える位相雑音補正回路が、前記無線装置における受信装置が検出した位相誤差情報を取得し、前記位相雑音補正回路が、前記取得した前記位相誤差情報を用いて、無線送信時に、ベースバンド信号に対して、前記受信装置と前記送信装置とが共用する局部発振器により生じる位相雑音の補正を行う。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、無線通信を行う送受信装置において、受信装置での位相雑音補正を送受信装置で分散させ、受信装置に周波数誤差補正を中心に行わせることから、キャリア再生能力を十分に発揮させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明が適用される無線装置の概略構成を示した図である。
【図２】本発明の各実施形態に係る無線装置から構成される無線通信システムの構成を示した図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る無線装置の概略構成を示した図である。
【図４】本発明の各実施形態におけるキャリア再生ＰＬＬの内部構成を示した図である。
【図５】本発明の各実施形態における位相雑音補正器の内部構成を示した図である。
【図６】本発明の各実施形態における周波数誤差補正の動作の流れを示したフローチャートである。
【図７】本発明の各実施形態における位相雑音補正の動作の流れを示したフローチャートである。
【図８】本発明の各実施形態における位相雑音抽出処理（時間平均処理）を説明するための図である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る無線装置の概略構成を示した図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態に係る無線装置の概略構成を示した図である。
【図１１】本発明の第４の実施形態に係る無線装置の概略構成を示した図である。
【図１２】高周波無線デジタル通信における一般的な送信装置及び受信装置の動作を説明するための図である。
【符号の説明】
【００１９】
１，１００，１０２，１０３  無線装置
２，２００，２０２  送信装置
３  位相雑音補正回路
４  位相雑音補正部
５  位相誤差情報取得部
６，３００，３０２，３０３  受信装置
７  周波数誤差補正回路
８  位相誤差情報検出部
９  局部発振器
１１，１２，１４  ベースバンド信号
１３  位相誤差情報
１１１，１１２，１２３，１２５  ＢＢ信号
１１３，１２２  ＩＦ信号
１１４，１２１  ＲＦ信号
１２４  位相誤差信号
１５０  ＲＦローカル発振器
１６０，２３０，３３０  ＩＦローカル発振器
１７０  アンテナ
２１０  位相雑音補正器
２１１  平均回路
２１２  ＳＩＮ／ＣＯＳ
２１３，３１１  複素乗算器
２２０  直交変調器
２４０，３４０  ミキサ
３１０  キャリア再生ＰＬＬ
３１２  キャリア位相検出器
３１３  ループフィルタ
３１４  数値制御発振器
３２０    直交復調器
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
次に、本発明を実施するための実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。まず、図１本発明の実施形態の概略を示す。図１を参照すると、無線装置１は、送信装置２、受信装置６及び局部発振器９を有する。そして、送信装置２と受信装置６は、局部発振器９を共用する。【００２１】
また、送信装置２は、局部発振器９に加えて位相雑音補正回路３を有する。そして、位相雑音補正回路３は、位相雑音補正部４及び位相誤差情報取得部５を有する。【００２２】
受信装置６は、局部発振器９に加えて周波数誤差補正回路７を有する。また、周波数誤差補正回路７は位相誤差情報検出部８を有する。受信装置６では、無線受信した無線周波数信号を復調して得られたベースバンド信号１４について主として周波数誤差の補正を行うとともに、位相誤差情報検出部８により位相誤差情報１３を検出する。位相誤差情報検出部８は、検出した位相誤差情報１３を送信装置２側へ送出する。送信装置２では、位相誤差情報取得部５により受信装置６からの位相誤差情報１３を取得し、取得した位相誤差情報１３を用いて位相雑音補正部４によりベースバンド信号１１に対して位相雑音の補正を行う。そして、送信装置２は、補正後のベースバンド信号１２を変調して得られた無線周波数信号を無線送信する。  【００２３】
本発明では、これまで受信装置のみで行っていた位相誤差補正を、送信装置で行うように構成している。具体的には、送信装置で発生する位相雑音、受信装置で発生する位相雑音、送受信装置のローカル発振器で発生する周波数誤差に関する補正のうち、送信装置で発生する位相雑音の補正を送信装置で行うように構成している。すなわち、受信装置６は、無線受信の際に局部発振器９により発生した位相雑音を含む位相誤差情報を、位相誤差情報検出部８により検出して送信装置２へ送出し、周波数誤差の補正を中心に行う。そして、送信装置２は、位相誤差情報１２を位相誤差情報取得部５により取得し、無線受信の際に局部発振器９により発生した位相雑音を含むこの位相誤差情報１３を用いて、ベースバンド信号１１に対して、無線送信の際に局部発振器９により発生する位相雑音の補正を位相雑音補正部４により行う。上記のように、送信装置と受信装置とを備える複数の無線装置間で無線通信を行う場合には、自機の送信装置出力は対向機の受信装置で受信され、対向機の送信装置出力は自機の受信装置で受信するようにして通信が行われる。  【００２４】
このように、本発明においては、送受信装置で局部発振器を共用することから、受信時に付加された位相雑音と送信時に付加される位相雑音が同一であると推定される。そして、本発明では、受信時に検出した位相雑音の逆特性を送信時に付加することにより、局部発振器で発生する位相雑音と相殺させることが可能になる。この操作を自機と対向機の両方で行うことにより、送信時に発生する位相雑音を送信装置側で実際の送信前に補正することができる。したがって、これまでは受信装置側に頼っていた位相雑音補正を送受信装置で分担することができ、受信装置側の負担を軽減して周波数誤差補正に専念させることが可能となる。  【００２５】
以下、図２から図１１を参照しながら、本発明の実施形態について更に詳細に説明する。  【００２６】
［実施形態１］
図２は、本発明の第１の実施形態の無線装置から構成される無線通信システムの概略構成を示した図である。本無線通信システムは、無線装置１００ａ及び１００ｂを有している。無線装置１００ａ及び１００ｂは、同一の構成を有する無線装置である。両装置の内部構成については、図３を用いて後述する。無線装置１００ａは、送信装置２００ａ及び受信装置３００ａを有し、無線の送信及び受信を行う機能を有する。なお、図示していないが、送信装置２００ａ及び受信装置３００ａは同一の局部発振器を共用している。  【００２７】
無線装置１００ａにおいて、送信装置２００ａによりＢＢ信号１１１ａが変調されＲＦ信号１１４ａとして無線送信が行われ、無線装置１００ｂが該無線を受信し、受信装置３００ｂにより受信したＲＦ信号１２１ｂを復調してＢＢ信号１２５ｂを得る。このとき、受信装置３００ｂでは、復調の際に周波数誤差の補正を行うとともに、局部発振器により発生した位相雑音を含む位相誤差情報を検出し、送信装置２００ｂへ送出する。そして、無線装置１００ｂが無線送信を行うときには、送信装置２００ｂが、受信装置３００ｂの取得した位相誤差情報を用いてＢＢ信号１１１ｂに対して位相雑音の補正を行い、変調して得られたＲＦ信号１１４ｂを無線送信する。無線装置１００ａは、無線受信してＲＦ信号１２１ａを復調してＢＢ信号１２５ａを得る。  【００２８】
このとき、受信したＲＦ信号１２１ａは、無線装置１００ｂの送信装置２００ｂで無線送信時に位相雑音補正が行われていることから、無線受信直前の時点では位相雑音がほとんどない状態である。これは、送信装置２００ｂでの位相雑音補正が、無線受信の際に局部共振器により生じた位相雑音を用いて、無線送信時に局部共振器により生じる位相雑音を相殺させる形でＢＢ信号１１１ｂに対して回転操作を加えるように行われるためである。つまり、無線装置１００ａの受信装置３００ａは、位相雑音については、ＲＦ信号１２１ａを復調していく際に受信装置３００ａの局部発振器で生じる位相雑音のみに対応すればよいことになる。このため受信装置３００ａは、より位相雑音の小さい状態で周波数誤差補正を中心に行うことができ、受信装置３００ａ側の補正処理の負担が軽減される。  【００２９】
図３は、本実施形態の無線装置の内部構成を示した概略図である。無線装置１００は、送信装置２００、受信装置３００及びアンテナ１７０を有する。送信装置２００は、位相雑音補正器２１０、直交変調器２２０、ＩＦローカル発振器２３０及びミキサ２４０を有し、ＲＦローカル発振器１５０を受信装置３００と共用する。受信装置３００は、キャリア再生ＰＬＬ３１０、直交復調器３２０、ＩＦローカル発振器３３０及びミキサ３４０を有し、ＲＦローカル発振器１５０を送信装置２００と共用する。なお、位相雑音補正器２１０は図１の位相雑音補正回路３に相当し、キャリア再生ＰＬＬ３１０は図１の周波数誤差補正回路７に相当し、ＲＦローカル発振器１５０は図１の局部発振器９に相当する。  【００３０】
受信装置３００について説明する。まず、受信装置３００はアンテナ１７０を介してＲＦ信号１２１を無線受信する。次いで、ミキサ３４０は、受信した無線周波数帯のＲＦ信号１２１とＲＦローカル発振器１５０で生成したローカル信号をミキシングする。次いで、直交復調器３２０は、ミキシングで得られた中間周波数帯のＩＦ信号１２２を、ＩＦローカル発振器３３０からのローカル信号を用いてＢＢ信号１２３に復調する。そして、キャリア再生ＰＬＬ３１０は、復調したＢＢ信号１２３について位相誤差情報を検出して位相誤差信号１２４を送信装置２００へ送出するとともに、周波数誤差補正を行って補正後のＢＢ信号１２５を出力する。  【００３１】
次に、送信装置２００について説明する。まず、位相雑音補正器２１０は、受信装置３００からの位相誤差信号１２４を用いて、ＢＢ信号１１１に対して位相雑音補正を行う。次いで、直交変調器２２０は、ＩＦローカル発振器２３０で生成したローカル信号を用いて、補正後のＢＢ信号１１２を中間周波数帯のＩＦ信号１１３に変調する。次いで、ミキサ２４０は、ＲＦローカル発振器１５０で生成したローカル信号とＩＦ信号１１３とをミキシングする。そして、送信装置２００は、ミキシングで得られた無線周波数帯のＲＦ信号１１４を、アンテナ１７０を介して対向機へ無線送信する。  【００３２】
続いて、受信装置３００のキャリア再生ＰＬＬ３１０についてさらに詳細に述べる。図４は、キャリア再生ＰＬＬ３１０の内部構成を示した図である。キャリア再生ＰＬＬ３１０は、複素乗算器３１１、キャリア位相検出器３１２、ループフィルタ３１３、及び数値制御発振器３１４を有する。なお、キャリア位相検出器３１２は図１の位相誤差情報検出部８に相当する。  【００３３】
キャリア再生ＰＬＬ３１０では以下のようにしてキャリア再生が行われる。まず、複素乗算器３１１は、無線受信後に復調されたＢＢ信号１２３についてキャリア位相誤差を補正して出力する。次いで、キャリア位相検出器３１２は、複素乗算器３１１で出力された信号を入力し、位相誤差情報を検出する。検出された位相誤差情報は、ループフィルタ３１３に入力されて周波数誤差補正に使用される。更に、検出された位相誤差情報は、送信装置２００の位相雑音補正器２１０へ位相誤差信号１２４として送出される。なお、送出された位相誤差信号１２４は、位相雑音補正器２１０において無線送信の際にＢＢ信号に対して行われる位相雑音の補正で用いられる。  【００３４】
そして、ループフィルタ３１３は、入力した位相誤差情報について高周波成分を取り除き、周波数情報（周波数誤差や位相雑音）として数値制御発振器３１４に出力する。続いて、数値制御発振器３１４は、ループフィルタ３１３で生成された周波数情報をもとに、ＢＢ信号に位相回転を与えるＳＩＮ、ＣＯＳを選択し、複素乗算器３１１に出力する。そして、複素乗算器３１１では、数値制御発振器３１４から入力したＳＩＮ、ＣＯＳを用いて、周波数誤差の補正を行う。キャリア再生ＰＬＬ３１０では、ローカル発振器により生じた周波数誤差が解消するまで上述したようなキャリア再生ループを行い、補正後のＢＢ信号１２５を出力する。このように、本実施形態では、キャリア再生ＰＬＬ３１０は、準同期検波方式として、数値制御発振器３１４を用いて周波数誤差の補正を行っている。  【００３５】
続いて、送信装置２００の位相雑音補正器２１０についてさらに詳細に述べる。図５は、位相雑音補正器２１０の内部構成を示した図である。位相雑音補正器２１０は、平均回路２１１、ＳＩＮ／ＣＯＳ２１２、及び複素乗算器２１３を有する。なお、平均回路２１１及びＳＩＮ／ＣＯＳ２１２は図１の位相誤差情報取得部５に相当し、複素乗算器２１３は図１の位相雑音補正部４に相当する。  【００３６】
位相雑音補正器２１０では以下のようにして位相雑音の補正が行われる。まず、平均回路２１１は、受信装置３００のキャリア再生ＰＬＬ３１０により送出された位相誤差信号１２４から位相雑音を抽出する。キャリア位相検出器３１２で検出された位相誤差情報は、主に位相雑音と熱雑音を含んでいる。このため、平均回路２１１において熱雑音を低減して位相雑音を取り出す。そして、平均回路２１１は取り出した位相雑音をＳＩＮ／ＣＯＳ２１２へ出力する。平均回路２１１の出力は平均化された位相雑音の位相回転角度となり、ＳＩＮ／ＣＯＳ２１２において位相回転を与えるＳＩＮ、ＣＯＳが選択され、複素乗算器２１３に出力される。複素乗算器２１３は、無線送信するＢＢ信号１１１に対して、入力したＳＩＮ、ＣＯＳと逆方向の回転を与え、位相雑音の補正を行う。このように、位相雑音補正器２１０では、これまで受信装置で周波数誤差補正とともに行っていた位相雑音補正を送信装置において分担し、無線送信の際にローカル発振器で発生する位相雑音を補正している。  【００３７】
次に、本実施形態における周波数誤差及び位相雑音の補正動作についてより具体的に説明する。本実施形態では、図３に示すように、ＩＦローカル発振器２３０、ＩＦローカル発振器３３０、及びＲＦローカル発振器１５０の３つのローカル発振器が同一無線装置内に存在する。ＩＦローカル発振器２３０は、ＢＢ信号１１２からＩＦ信号１１３への変調に用いる発振器である。ＩＦローカル発振器３３０は、ＩＦ信号１２２からＢＢ信号１２３への復調に用いる発振器である。ＲＦローカル発振器１５０は、ＩＦ信号１１３からＲＦ信号１１４への周波数変換と共にＲＦ信号１２１からＩＦ信号１２２への周波数変換に用いる発振器である。そして、この３つのローカル発振器で生成された信号には、互いに無相関の位相雑音成分が含まれている。ただし、ＩＦローカル発振器２３０及び３３０は、ＲＦローカル発振器１５０より一般に周波数が十分に低いため、発生する位相雑音も十分に小さい。そこで、本実施形態では、主としてＲＦローカル発振器１５０で発生する位相雑音を補正することを狙いとする。  【００３８】
はじめに、キャリア再生ＰＬＬ３１０が行う周波数誤差の補正動作について、図３及び図４を参照しながら図６を用いて説明する。図６は、本実施形態における周波数誤差の補正動作の流れを示したフローチャートである。上述したようにキャリア再生ＰＬＬ３１０の目的は、主に送受信装置内のローカル発振器で発生する周波数誤差を補正することである。  【００３９】
無線装置１００はアンテナ１７０を介して無線周波数帯のＲＦ信号１２１を受信する（ステップＳ１）。次いで、受信したＲＦ信号１２１とＲＦローカル発振器１５０からのローカル信号とをミキサ３４０によりミキシングし、ＩＦ信号１２２へ周波数変換を行う（ステップＳ２）。続いて、ＩＦローカル発振器３３０からのローカル信号を用いて直交復調器３２０によりＢＢ信号１２３へ復調する（ステップＳ３）。そして、復調したＢＢ信号１２３について、複素乗算器３１１によりキャリア位相誤差を補正し、キャリア位相検出器３１２へ出力する（ステップＳ４）。  【００４０】
ここで、複素乗算器３１１は、後述するようにキャリア再生ループによって、本来はＢＢ信号１２３に残留する周波数誤差を取り除くためのものである。このため、複素乗算器３１１は、補正前のＢＢ信号１２３の複素ベクトルとキャリア再生ＰＬＬ３１０内（数値制御発振器３１４）で算出したＢＢ信号１２３に含まれる位相誤差複素ベクトルとで複素共役演算を行う。なお、最初に入力されたＢＢ信号１２３については、ＳＩＮ、ＣＯＳの初期設定値を用いて複素共役演算を行い、補正後のＢＢ信号１２３を出力する。初期設定値は通常０であるため、最初のキャリア位相誤差補正では、実質的には補正がなされていないＢＢ信号１２３がキャリア位相検出器３１２へ出力される。  【００４１】
図６のフローに戻ると、複素乗算器３１１にてキャリア位相誤差が補正された後、キャリア位相検出器３１２は位相誤差情報を検出し、該位相誤差情報をループフィルタ３１３へ出力する（ステップＳ５）。そして、ループフィルタ３１３は、キャリア位相検出器３１２で検出された位相誤差情報から低周波成分の周波数情報を抽出し、該周波数情報を数値制御発振機３１４へ出力する（ステップＳ６）。続いて、数値制御発振器３１４は、ループフィルタ３１３から入力した周波数情報をもとにＢＢ信号１２３に位相回転を与えるＳＩＮ、ＣＯＳを選択し、該ＳＩＮ、ＣＯＳを複素乗算器３１１へ出力する（ステップＳ７）。次いで、複素乗算器３１１は複素共役をとり、入力したＳＩＮ、ＣＯＳと逆方向の回転をＢＢ信号１２３に与えて周波数誤差の補正を行う（ステップＳ８）。  【００４２】
キャリア位相検出器３１２における位相誤差情報の検出は、ＢＢ信号１２３の基準データと実測データ（補正前のＢＢ信号１２３）とを比較してその差分を誤差情報として検出する。なお、本実施形態では、特許文献１に開示されているような既知の信号（ビーコン信号）を用いた周波数誤差補正を行っていない。本実施形態では、代わりに、例えば１２８ＱＡＭ等の変調方式を採用しており、具体的には以下のように位相誤差情報
の検出が行われる。まず、複数の受信信号からそれぞれの信号がどの受信点の信号かを推定し、伝送状態の傾向を把握して理想とする信号データ（基準データ）を生成する。そして、伝送状態の傾向をつかむ際に受信信号がいずれかの受信点に来るように補正をかける。続いて、誤り検出機能等で補正された信号が正しいと判断されたとき、それぞれの受信点において理想の信号データと実際の信号データとの差分を誤差として算出する。本実施形態における周波数誤差補正や位相雑音補正が理想的に行われている場合、送信装置で発生する位相雑音は送信装置内で補正され、送受信装置内のローカル発振器で発生する周波数誤差はキャリア再生ＰＬＬで補正されていく。このため、最終的には、キャリア位相検出器で検出される位相誤差情報は受信装置内で発生する位相雑音になる。そして、本実施形態では、理想的にはこの検出した位相雑音を用いて送信装置で位相雑音補正を行う。  【００４３】
上記のようにしてキャリア位相検出器３１２にて検出された位相誤差情報は、主に複素乗算器３１１で補正しきれなかった周波数誤差、位相雑音、熱雑音、及びそれぞれの位相誤差成分が含まれ、角度情報として出力される。そして、ループフィルタ３１３では、これら位相誤差成分のうち高周波の位相雑音及び熱雑音を取り除き、周波数誤差補正のために十分に低い周波数帯の周波数誤差と位相雑音のみを取り出す。本来キャリア再生ループは、送受信装置内のローカル発振器で発生する周波数誤差を補正するためのものである。もっとも、周波数誤差は時間的変動が大きくないため、キャリア再生ループで用いられるループフィルタの通過帯域を狭い帯域に設定してもよい。また、周波数誤差補正では位相雑音補正に比べて低い周波数の狭い帯域の信号に対して行うため、キャリア再生ループで用いられるループフィルタの通過帯域を周波数の低い帯域に設定することが可能である。これら２つの点を考慮すると、キャリア再生ループで用いられるループフィルタの通過帯域については、低い周波数で狭い帯域に設定することができる。しかし、位相雑音に起因した信号特性の劣化を考慮すると、キャリア再生能力が落ちることを覚悟のうえで、位相雑音対策のためにループフィルタの通過帯域を広げざるをえない、というのがこれまでの実情である。本実施形態では、送信装置で発生する位相雑音を送信装置で補正することで、受信装置が対応すべき位相雑音が受信装置で発生する位相雑音のみとなる。このため、受信装置で補正すべき位相雑音が著しく小さくなり、ループフィルタの通過帯域を周波数誤差補正に必要な十分に低い周波数帯とすることができる。  【００４４】
上記のようにしてループフィルタ３１３で取り出された低周波の周波数誤差をもとに、数値制御発振器３１４はＢＢ信号１２３に位相回転を与えるＳＩＮ、ＣＯＳを出力する。数値制御発振器３１４は周波数誤差を補正するためのものである。そのため、もともと周波数誤差があり補正によって安定している状態でも、数値制御発振器３１４は常に発振している必要がある。例えばもともとの周波数誤差が１Ｈｚで動作クロックが４Ｈｚで動作している場合、数値制御発振器３１４の出力のＣＯＳ及びＳＩＮは、（１，０）、（０，ｊ）、（−１，０）、（０，−ｊ）を繰り返す。そして、複素乗算器３１１での入力信号が周波数誤差成分を含む（１，ｊ）、（−１，ｊ）、（−１，−ｊ）、（１，−ｊ）である場合、複素乗算器３１１では下記式による複素共役演算が行われ、周波数成分が取り除かれる。なお、ここでは周波数誤差補正を行っているが、実際は周波数誤差と併せて、ループフィルタ３１３で取り出された低周波の位相雑音も補正されている。  【００４５】
【数１】
2009081842.tif 000003
【００４６】
図６のフローに戻ると、上記複素乗算器３１１による複素共役演算で周波数誤差補正が行われた後も、受信したＢＢ信号１２３に付加された周波数誤差が解消されていない場合（ステップＳ９においてＮＯ）は、キャリア位相検出器３１２による位相誤差情報の検出を行う。そして、キャリア再生ループ（ステップＳ５〜ステップＳ８）を継続する。他方、受信したＢＢ信号１１１に付加された周波数誤差が解消された場合（ステップＳ９／ＹＥＳ）は、無線受信が正常に行われたものと認識する。そして、キャリア位相検出器３１２で検出した位相誤差情報を位相誤差信号１２４として送信装置側へ送出する（ステップＳ１０）。  【００４７】
次に、位相雑音補正器２１０が行う位相雑音の補正動作について、図３及び図５を参照しながら図７を用いて説明する。図７は、本実施形態における位相雑音の補正動作の流れを示したフローチャートである。位相雑音補正器２１０の目的は、これまで受信装置側で行っていた送信装置で発生する位相雑音の補正を送信装置側で行うことである。  【００４８】
無線受信が正常の状態となっているとき（ステップＳ２１においてＹＥＳ）、平均回路２１１により、キャリア位相検出器３１２で検出され送出された位相誤差信号１２４を入力し、位相誤差情報を取得する（ステップＳ２２）。次いで、平均回路２１１は、時間平均処理を行うことで、取得した位相誤差情報に主に含まれる位相雑音及び熱雑音から位相雑音を取り出す（ステップＳ２３）。そして、取り出した位相雑音をＳＩＮ／ＣＯＳ２１２へ出力する。次いで、ＳＩＮ／ＣＯＳ２１２において、入力した位相雑音をもとにＢＢ信号１１１に位相回転を与えるＳＩＮ／ＣＯＳを選択し、複素乗算器２１３へ出力する（ステップＳ２４）。続いて、複素乗算器２１３にて複素共役をとり、入力したＳＩＮ／ＣＯＳと逆方向の回転をＢＢ信号１１１に与えて位相雑音の補正を行う（ステップＳ２５）。  【００４９】
ループフィルタ３１３が周波数誤差及び受信装置で発生する位相雑音を位相誤差情報から取り出すことを狙いとしている。一方、平均回路２１１は、受信装置で発生する位相雑音から無線送信時に付加されるであろう位相雑音を推定することを狙いとしている。また、ループフィルタ３１３へ入力される位相誤差信号と平均回路２１１へ送出される位相誤差信号は、キャリア位相検出器３１２で検出され出力された位相誤差信号で同一である。ループフィルタ３１３では周波数誤差及び受信装置で発生した位相雑音を取り出し、平均回路２１１では受信装置で発生した位相雑音を取り出す。一方、平均回路２１１は、位相雑音を取り出すにあたって、入力した位相誤差信号に対して時間平均処理を行う。  【００５０】
平均回路２１１が時間平均処理を行うのは以下の理由による。入力した位相誤差信号には主に位相雑音及び熱雑音が含まれているが、位相雑音補正器２１０では位相雑音を補正することが目的であるため、不要な熱雑音のみを取り除きたい。ここで、一般的に熱雑音は時間的に無相関であることが知られているため、熱雑音の影響を低減させるには時間平均を取ることが有効である。一方で、位相雑音は、その変化速度がシンボルレートに対して十分遅いため、時間平均を取っても位相雑音の情報は残る。そこで、平均回路２１１は、位相雑音及び熱雑音を含む位相誤差信号に対して時間平均処理を行い、熱雑音を取り除いて位相雑音のみを取り出す。時間平均の考え方は以下のとおりである。純粋に平均というとサンプル全てのデータが必要となるが、ハードウェアやソフトウェア、又はこれらの組合せで本実施形態を実装する場合は資源に限りがあるため全てのデータを保持することはできない。そこで、直前までの平均結果と新たな入力データとの平均をとって平均データを取得する。例えば直前までの平均結果と新たな入力データを１対１の割合で平均化する場合に、平均回路の初期値を０とし、入力データが連続して１であるとしたとき、最初の平均結果は（０＋１）÷２＝０．５となる。これを連続して行うと、平均結果は図８に示すグラフのように表される。なお、実際は平均結果と新たな入力データの加算割合を変更して平均処理を行う。  【００５１】
上記のようにして平均回路２１１で取り出された位相雑音はＳＩＮ／ＣＯＳ２１２に入力され、ＳＩＮ／ＣＯＳ２１２はＢＢ信号１１１に位相回転を与えるＳＩＮ、ＣＯＳを出力する。平均回路２１２からの出力は、位相雑音による位相回転誤差の平均角度を示した角度情報であり、ＳＩＮ／ＣＯＳ２１２では、変換テーブルを用いてこの角度情報をＳＩＮ、ＣＯＳに変換する。なお、ＳＩＮ／ＣＯＳ２１２は、ＳＩＮ、ＣＯＳのデータを出力するという点で数値制御発振器３１４と共通するが、位相雑音の補正に用いるデータを生成することが目的であるので、数値制御発振器３１４と違って常に発振する必要はない。例えば位相雑音がπ／２で変化しない場合、ＳＩＮ／ＣＯＳ２１２が出力するＣＯＳ、ＳＩＮは常に（０，１）となる。そして、複素乗算器２１３において、周波数成分が含まれない入力信号と上記（０，１）との複素共役演算を行い、−π／２補正された出力が得られる。複素乗算器２１３は、複素乗算器３１１と同じように、複素共役をとることで、入力したＳＩＮ、ＣＯＳと逆方向への回転をベースバンド信号に付加する。  【００５２】
本実施形態によれば、これまで受信装置側で行っていた３つの補正（送信装置で発生する位相雑音の補正、受信装置で発生する位相雑音の補正、送受信装置内のローカル発振器による周波数誤差の補正）のうち、送信装置で発生する位相雑音について送信装置側で補正する。このため、受信装置側では位相雑音については受信装置で発生する位相雑音のみを補正すればよいこととなり、キャリア再生ＰＬＬが本来の機能（周波数誤差の補正）を発揮しやすい環境を整えることが可能となる。また、送信装置で発生する位相雑音について送信装置側で補正することで、受信装置が全面的に行っていた位相雑音補正を送受信装置で分担して行うことができ、受信装置の負荷を軽減することが可能となる。  【００５３】
また、本実施形態によれば、これまで受信装置側で行っていた周波数誤差補正及び位相雑音補正のうち、位相雑音補正の一部（送信装置で発生する位相雑音の補正）を送信装置側で行うように機能を分離したため、受信装置側で補正する位相雑音が大幅に減少する。そのため、結果的に位相雑音補正の精度の向上が見込まれる。また、受信装置側で周波数誤差とともに補正する位相雑音が大幅に減少することで、周波数誤差補正のために十分に低い周波数帯を狙ってキャリア再生ＰＬＬのループフィルタの通過帯域を狭めることができる。このため、周波数誤差補正の精度が良好となりキャリア再生能力の向上が見込まれる。  【００５４】
また、本実施形態によれば、特許文献１に記載の発明のように既知の信号（例えばビーコン信号）を用いて周波数誤差及び位相雑音の補正を行っていない。そのため、この既知の信号について専用の周波数を割り当てる必要がなく、周波数利用効率が下落せずに良好な状態を維持することが可能となる。  【００５５】
［実施形態２］
実施形態１は、送受信装置内のローカル発振器による周波数誤差の補正について数値制御発振器を用いる準同期検波方式であったが、他の例として、本発明の第２の実施形態では図９に示すような同期検波方式を採用する。本実施形態の無線装置１０１は、送信装置２００及び受信装置３０１を有する。送信装置２００は実施形態１と同一の構成である。受信装置３０１は、数値制御発振器を備えるキャリア再生ＰＬＬを有さず、キャリア位相検出器３１２、ループフィルタ３１３、ＩＦローカル発振器３３１により周波数誤差補正を行う。本実施形態では、受信装置における周波数誤差補正を行う構成が実施形態１と異なる。  【００５６】
送信装置側で行う位相雑音補正については実施形態１と同様である。すなわち、受信装置３０１のキャリア位相検出器３１２は、直交復調器３２０で復調したＢＢ信号１２３の位相誤差情報を検出し、位相誤差信号１２４として位相雑音補正器２１０へ出力する。ここで検出した位相誤差情報には、主に直交復調器３２０で補正しきれなかった周波数誤差、位相雑音、熱雑音といったそれぞれの位相誤差成分が含まれ、角度情報として出力される。この角度情報を送信装置２００の位相雑音補正器２１０への入力とすることで、実施形態１の準同期検波方式による位相雑音補正と同様の効果を得る。  【００５７】
なお、受信装置３０１での周波数誤差補正は以下のように行われる。ループフィルタ３１３は、キャリア位相検出器３１２で検出された位相誤差情報から低周波の周波数誤差を取り出し、該周波数誤差をＩＦローカル発振器３３１へ出力する。そして、ＩＦローカル発振器３３１は、ループフィルタ３１３から入力した周波数誤差に基づいて発振する周波数の調整を行い、調整後の周波数によるローカル信号を発振する。本実施形態におけるＩＦローカル発振器３３１は、周波数可変の構成をとっており、周波数誤差に基づいて周波数調整を行う制御部を内部に有する。そして、直交復調機３２０は、ＩＦローカル発振器３３１からの調整後のローカル信号とＩＦ信号１２２とを用いて、ＢＢ信号１２３への復調を行う。  【００５８】
本実施形態では、同期検波方式を採用していることから、周波数誤差が内在するローカル信号を付加するＩＦローカル発振器に対して、発振する周波数の制御を行う。このため、ＩＦローカル発振器に周波数誤差を生じさせないようにして、直接的に周波数誤差補正を行うことができる。また、本実施形態では、実施形態１よりも、部品点数を削減でき、構成をさらに簡略化できるという効果も有する。  【００５９】
［実施形態３］
実施形態１では、図３に示すように、ＲＦローカル発振器１５０を共用する構成をとっているが、ＲＦローカル発振器のみならずＩＦローカル発振器も共用する構成にしてもよい。本発明の第３の実施形態では、図１０に示すように、無線装置１０２の送信装置２０２及び受信装置３０２はＲＦローカル発振器１５０及びＩＦローカル発振器１６０を共用する。  【００６０】
この場合、送信装置２０２の位相雑音補正器２１０では、ＲＦローカル発振器１５０で発生する位相誤差に加え、ＩＦローカル発振器１６０で発生する位相誤差についても補正を行う。ただし、ＩＦローカル発振器１６０で発生する位相雑音は、ＲＦローカル発振器１５０で発生する位相雑音に対して十分に小さいので、ＩＦローカル発振器を共用したとしても、実施形態１で示した補正方法による位相雑音補正効果と変わらない。  【００６１】
本実施形態では、送信装置と受信装置でＩＦローカル発振器を共用していることから、送信装置及び受信装置において発振される周波数は同一である。このため、ＩＦローカル発振器から発振される周波数の送受信装置間での誤差がなくなり（つまり補正するべき要素が減る）、周波数誤差及び位相雑音の補正の精度が向上する。また、本実施形態では、実施形態２よりも、部品点数を削減でき、構成をさらに簡略化できるという効果も有する。  【００６２】
［実施形態４］
実施形態２では、図９に示すように、ＲＦローカル発振器１５０を共用する構成をとっているが、ＲＦローカル発振器のみならずＩＦローカル発振器も共用する構成にしてもよい。本発明の第４の実施形態では、図１１に示すように、無線装置１０３の送信装置２０２及び受信装置３０３はＲＦローカル発振器１５０及びＩＦローカル発振器１６１を共用する。  【００６３】
本実施形態でも実施形態３のように、送信装置２０２の位相雑音補正器２１０において、ＲＦローカル発振器１５０及びＩＦローカル発振器１６１で発生する位相誤差について補正を行う。この点、ＩＦローカル発振器１６０で発生する位相雑音は、ＲＦローカル発振器１５０で発生する位相雑音に対して十分に小さいので、ＩＦローカル発振器を共用したとしても、実施形態２と同様の位相雑音補正効果が得られる。なお、受信装置３０３での周波数誤差補正については、実施形態２と同様であるため説明を省略する。  【００６４】
本実施形態では、同期検波方式を採用する実施形態２と同様に、ＩＦローカル発振器に周波数誤差を生じさせないようにして、直接的に周波数誤差補正を行うことができる。また、送信装置と受信装置でＩＦローカル発振器を共用する構成をとる実施形態３と同様に、ＩＦローカル発振器から発振される周波数の送受信装置間での誤差がなくなる。そのため、周波数誤差及び位相雑音の補正の精度が向上する。また、本実施形態では、実施形態３よりも、部品点数を削減でき、構成をさらに簡略化できるという効果も有する。  【００６５】
本願は、日本の特願２００７−３３４１１０（２００７年１２月２６日に出願）に基づいたものであり、又、特願２００７−３３４１１０に基づくパリ条約の優先権を主張するものである。２００７−３３４１１０の開示内容は、２００７−３３４１１０を参照することにより本明細書に援用される。  【００６６】
本発明の代表的な実施形態が詳細に述べられたが、様々な変更(changes)、置き換え(substitutions)及び選択(alternatives)が請求項で定義された発明の精神と範囲から逸脱することなくなされることが理解されるべきである。また、仮にクレームが出願手続きにおいて補正されたとしても、クレームされた発明の均等の範囲は維持されるものと発明者は意図する。【００６７】
なお、上述した各実施形態は、本発明の好適な実施形態であるが、上記実施形態のみに本発明の範囲を限定するものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更を施した形態での実施が可能である。
【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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【図１２】
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【手続補正書】
【提出日】平成22年6月18日(2010.6.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線装置における送信装置に備えられ、前記無線装置における受信装置が検出した位相誤差情報を取得する位相誤差情報取得手段と、
前記送信装置に備えられ、前記位相誤差情報取得手段により取得された前記位相誤差情報を用いて、無線送信時に、ベースバンド信号に対して、前記受信装置と前記送信装置とが共用する局部発振器により生じる位相雑音の補正を行う位相雑音補正手段と、
を有することを特徴とする位相雑音補正回路。
【請求項２】
前記位相雑音補正手段は、前記位相誤差情報に含まれている、前記受信装置の無線受信時に前記局部発振器により生じた位相雑音を用いて、無線送信時にベースバンド信号に対して前記位相雑音の逆特性を付加することを特徴とする請求項１に記載の位相雑音補正回路。
【請求項３】
前記位相誤差情報取得手段は、前記位相誤差情報に対して時間平均処理を行い、熱雑音及び位相雑音を含む前記位相誤差情報から前記熱雑音を取り除いて前記位相雑音を取り出す時間平均手段を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の位相雑音補正回路。
【請求項４】
前記位相誤差情報取得手段は、前記位相誤差情報に含まれる無線受信時に前記局部発振器により生じた位相雑音の回転角度情報を前記位相雑音の特性として取得する位相雑音特性取得手段を有することを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の位相雑音補正回路。
【請求項５】
前記位相雑音補正手段は、前記位相誤差情報に含まれている、前記受信装置の無線受信時に前記局部発振器により生じた位相雑音の回転角度について複素共役を取り、前記ベースバンド信号に対して前記複素共役で得られた回転角度による位相回転を与える複素共役手段を有することを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の位相雑音補正回路。
【請求項６】
無線装置に受信装置とともに備えられる送信装置であって、
前記受信装置と共用する局部発振器と、
前記受信装置が検出した位相誤差情報を取得する位相誤差情報取得手段と、
前記位相誤差情報取得手段により取得された前記位相誤差情報を用いて、無線送信時に、ベースバンド信号に対して、前記局部発振器により生じる位相雑音の補正を行う位相雑音補正手段を有する位相雑音補正回路と、
を備えることを特徴とする送信装置。
【請求項７】
無線装置に送信装置とともに備えられる受信装置であって、
前記送信装置と共用する局部発振器と、
無線受信時に前記局部発振器により生じた位相雑音を含む位相誤差情報を検出し、無線送信時にベースバンド信号に対して前記局部発振器により生じる位相雑音の補正を行う位相雑音補正回路を有する送信装置に前記位相誤差情報を送出する位相誤差情報検出手段を有する周波数誤差補正回路と、
を備えることを特徴とする受信装置。
【請求項８】
受信装置及び送信装置を備える無線装置であって、
前記受信装置は、
前記送信装置と共用する第１の局部発振器と、
無線受信時に前記局部発振器により生じた位相雑音を含む位相誤差情報を検出する位相誤差情報検出手段を有する周波数誤差補正回路と、
を備え、
前記送信装置は、
前記受信装置と共用する第１の局部発振器と、
前記位相誤差情報検出手段により検出された前記位相誤差情報を取得する位相誤差情報取得手段と、
前記位相誤差情報取得手段により取得された前記位相誤差情報を用いて、無線送信時に、ベースバンド信号に対して、前記第１の局部発振器により生じる位相雑音の補正を行う位相雑音補正手段を有する位相雑音補正回路と、
を備えることを特徴とする無線装置。
【請求項９】
受信装置及び送信装置を備える複数の無線装置から構成される無線通信システムにおいて、複数の前記無線装置が請求項８に記載の無線装置であることを特徴とする無線通信システム。
【請求項１０】
無線装置に備えられた送信装置が備える位相雑音補正回路が、前記無線装置における受信装置が検出した位相誤差情報を取得し、
前記位相雑音補正回路が、前記取得した前記位相誤差情報を用いて、無線送信時に、ベースバンド信号に対して、前記受信装置と前記送信装置とが共用する局部発振器により生じる位相雑音の補正を行うことを特徴とする位相雑音補正方法。
【国際調査報告】
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