(57)【要約】【課題】フィルタと無線部のＩＱインバランスを補償する。【解決手段】第１のフィルタ４ａには、第１の送信信号が入力される。第２のフィルタ４ｂには、第１の送信信号と直交する第２の送信信号が入力される。テスト信号生成部２は、第１のフィルタ４ａに第１のテスト信号を出力し、第２のフィルタ４ｂに第２のテスト信号を出力する。無線部５は、第１のフィルタ４ａと第２のフィルタ４ｂとから出力される信号を直交変調して無線信号を出力する。スイッチ６は、テスト信号生成部２から第１のテスト信号と第２のテスト信号とが出力される場合、無線部５から出力されるテスト無線信号を受信部７に出力する。補正係数算出部８は、第１の送信信号および第２の送信信号に施して第１のフィルタ４ａ、第２のフィルタ４ｂ、および無線部５に生じるＩＱインバランスを補償する補正係数を、受信部７から出力されるテスト無線信号に基づいて算出する。【選択図】図１
2011055271.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信を行う無線通信装置において、
第１の送信信号が入力される第１のフィルタと、
前記第１の送信信号と直交する第２の送信信号が入力される第２のフィルタと、
前記第１のフィルタに第１のテスト信号を出力し、前記第２のフィルタに第２のテスト信号を出力するテスト信号生成部と、
前記第１のフィルタと前記第２のフィルタとから出力される信号を直交変調して無線信号を出力する無線部と、
前記テスト信号生成部から前記第１のテスト信号と前記第２のテスト信号とが出力される場合、前記無線部から出力されるテスト無線信号を、無線受信信号を受信する受信部に出力するスイッチと、
前記第１の送信信号および前記第２の送信信号に施して前記第１のフィルタ、前記第２のフィルタ、および前記無線部に生じるＩＱインバランスを補償する補正係数を、前記受信部から出力される前記テスト無線信号に基づいて算出する補正係数算出部と、
を有することを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
前記受信部は、前記テスト無線信号を中間周波数帯にダウンコンバートし、デジタル信号に変換することを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記デジタル信号に変換された前記テスト無線信号をベースバンド信号の周波数にダウンコンバートするデジタルダウンコンバータと、
前記デジタルダウンコンバータによってダウンコンバートされた前記テスト無線信号のスペクトルを算出するスペクトル算出部と、
をさらに有し、
前記補正係数算出部は、前記スペクトルに基づいて前記補正係数を算出することを特徴とする請求項２記載の無線通信装置。
【請求項４】
前記テスト信号生成部は、振幅および位相を変化させながら前記第１のテスト信号と前記第２のテスト信号とを出力し、
前記補正係数算出部は、最も大きい第１のスペクトルとその対となる第２のスペクトルとを探索し、前記第１のスペクトルと前記第２のスペクトルとの比がしきい値以下となったときの初期値の振幅に対する現振幅の振幅比および初期値の位相に対する現位相の位相差を補正係数テーブルに格納することを特徴とする請求項３記載の無線通信装置。
【請求項５】
前記テスト信号生成部は、周波数を変化させながら前記第１のテスト信号と前記第２のテスト信号とを出力し、
前記補正係数算出部は、周波数ごとに前記振幅比および前記位相差を前記補正係数テーブルに格納することを特徴とする請求項４記載の無線通信装置。
【請求項６】
前記第１の送信信号および前記第２の送信信号に前記補正係数テーブルに格納された前記振幅比および前記位相差を施して出力する送信信号生成部を有することを特徴とする請求項４記載の無線通信装置。
【請求項７】
前記無線部が直交変調を行うためのローカル信号の周波数を低周波数側にシフトして、前記受信部が前記テスト無線信号を中間周波数帯にダウンコンバートするための中間シフト信号を出力する周波数シフタを有することを特徴とする請求項２記載の無線通信装置。
【請求項８】
前記受信部が前記テスト無線信号を中間周波数帯にダウンコンバートするための中間シフト信号を出力する発振器を有することを特徴とする請求項２記載の無線通信装置。
【請求項９】
前記無線部は、
前記第１のフィルタと前記第２のフィルタとから出力される信号を直交変調する直交変調部と、
前記直交変調部によって直交変調された信号を増幅する増幅器と、
を有し、
前記スイッチは、前記無線部の前記増幅器から出力される前記テスト無線信号を前記受信部に出力することを特徴する請求項１記載の無線通信装置。
【請求項１０】
前記無線部は、
前記第１のフィルタと前記第２のフィルタとから出力される信号を直交変調する直交変調部と、
前記直交変調部によって直交変調された信号を増幅する増幅器と、
を有し、
前記スイッチは、前記無線部の前記直交変調部から出力される前記テスト無線信号を前記受信部に出力することを特徴する請求項１記載の無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本件はＩＱインバランスを補償する無線通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、無線通信装置の小型化・低コスト化を図るため、ダイレクトコンバージョン方式を採用した装置が増えている。ダイレクトコンバージョン方式は、送信側においてＩチャネルおよびＱチャネルのベースバンド信号を伝送キャリア周波数に直接アップコンバージョンし、受信側において受信信号を直接ＩチャネルおよびＱチャネルのベースバンド信号にダウンコンバージョンする方式である。
【０００３】
ダイレクトコンバージョン方式は、中間周波数（ＩＦ：Intermediate Frequency）における中間フィルタやイメージ除去が不要であり、小型化・低コスト化が期待できる。しかし、無線通信装置のＲＦ（Radio Frequency）部の現象として、ＤＣオフセット、周波数オフセット、位相雑音、ＩＱインバランスなどがあり、これらにより通信特性が劣化する。
【０００４】
これら無線部（ＲＦ部）での不完全性を補償するために、様々な方式が検討されている。主な方式に、受信信号に含まれるプリアンブル（トレーニング信号）を用いてチャネル推定を行い、ＩＱインバランス、周波数オフセット、ＤＣオフセットの補正を行うものがある。しかし、ＩＱの振幅・位相のずれが周波数ごとに異なる場合は、信号帯域のフラットネスの劣化として現れ、その変動が大きい場合は、チャネル推定での補償が困難となる。
【０００５】
そこで、ＩＱインバランスの補償に関し、送信信号に事前に補正係数を与えてＩＱインバランスを補償する方式がある。例えば、送信側のＩチャネルおよびＱチャネルに設けられるベースバンドフィルタの利得不均衡および位相シフトを補償する方式が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表２００６−５２３０５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、従来のＩＱインバランスを補償する方式は、ベースバンドフィルタのＩＱインバランスを補償するものであり、ベースバンドフィルタの後段における無線部のＩＱインバランスは補償していないという問題点があった。
【０００８】
本件はこのような点に鑑みてなされたものであり、フィルタと無線部のＩＱインバランスを補償することができる無線通信装置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】
【０００９】
上記課題を解決するために、無線通信を行う無線通信装置が提供される。この無線通信装置は、第１の送信信号が入力される第１のフィルタと、前記第１の送信信号と直交する第２の送信信号が入力される第２のフィルタと、前記第１のフィルタに第１のテスト信号を出力し、前記第２のフィルタに第２のテスト信号を出力するテスト信号生成部と、前記第１のフィルタと前記第２のフィルタとから出力される信号を直交変調して無線信号を出力する無線部と、前記テスト信号生成部から前記第１のテスト信号と前記第２のテスト信号とが出力される場合、前記無線部から出力されるテスト無線信号を、無線受信信号を受信する受信部に出力するスイッチと、前記第１の送信信号および前記第２の送信信号に施して前記第１のフィルタ、前記第２のフィルタ、および前記無線部に生じるＩＱインバランスを補償する補正係数を、前記受信部から出力される前記テスト無線信号に基づいて算出する補正係数算出部と、を有する。
【発明の効果】
【００１０】
開示の無線通信装置によれば、フィルタと無線部のＩＱインバランスを補償することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の実施の形態に係る無線通信装置のブロック図である。
【図２】第２の実施の形態に係る無線通信装置のブロック図である。
【図３】ＩＱ変調部による直交変調を説明する図である。
【図４】テスト信号が正常に直交変調された場合のスペクトルを示した図である。
【図５】テスト信号が正常に直交変調されなかった場合のスペクトルを示した図である。
【図６】図２に示した無線通信装置の各部のスペクトルを示した図である。
【図７】補正係数テーブルのデータ構成例を示した図である。
【図８】図２の送信信号生成部のブロック図である。
【図９】第３の実施の形態に係る無線通信装置のブロック図である。
【図１０】第４の実施の形態に係る無線通信装置のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
第１の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
図１は、第１の実施の形態に係る無線通信装置のブロック図である。図１に示すように無線通信装置は、送信信号生成部１、テスト信号生成部２、スイッチ３，６、第１のフィルタ４ａ、第２のフィルタ４ｂ、無線部５、受信部７、および補正係数算出部８を有している。
【００１３】
送信信号生成部１は、通信相手に送信する第１の送信信号と、第１の送信信号と直交する第２の送信信号とを生成する。送信信号生成部１は、補正係数算出部８によって算出された補正係数を第１の送信信号および第２の送信信号に施してスイッチ３に出力する。
【００１４】
テスト信号生成部２は、第１のテスト信号と第２のテスト信号を生成する。
スイッチ３は、送信信号生成部１から出力される第１の送信信号および第２の送信信号と、テスト信号生成部２から出力される第１のテスト信号および第２のテスト信号との一方を第１のフィルタ４ａおよび第２のフィルタ４ｂへ出力する。
【００１５】
第１のフィルタ４ａには、第１の送信信号または第１のテスト信号が入力される。第２のフィルタ４ｂには、第２の送信信号または第２のテスト信号が入力される。第１のフィルタ４ａおよび第２のフィルタ４ｂは、入力される信号の帯域制限を行い無線部５に出力する。
【００１６】
無線部５は、第１のフィルタ４ａと第２のフィルタ４ｂとから出力される信号を直交変調して無線信号を出力する。
スイッチ６は、スイッチ３から第１の送信信号と第２の送信信号とが出力され、無線部５から無線送信信号が出力される場合、無線送信信号がアンテナに出力されるように接続を切り替える。また、スイッチ６は、通信相手から無線受信信号を受信する場合、アンテナで受信された無線受信信号が受信部７に出力されるように接続を切り替える。また、スイッチ６は、スイッチ３から第１のテスト信号と第２のテスト信号とが出力され、無線部５からテスト無線信号が出力される場合、テスト無線信号が受信部７に折り返されるように接続を切り替える。
【００１７】
受信部７は、入力される信号の受信処理を行う。例えば、受信部７は、入力される信号のダウンコンバートなどを行う。
補正係数算出部８は、受信部７から出力されるテスト無線信号に基づいて、第１のフィルタ４ａ、第２のフィルタ４ｂ、および無線部５に生じるＩＱインバランスを補償する補正係数を算出する。補正係数は、前述したように第１の送信信号および第２の送信信号に施され、これにより、第１のフィルタ４ａ、第２のフィルタ４ｂ、および無線部５のＩＱインバランスが補償される。
【００１８】
このように、無線通信装置は、第１のテスト信号と第２のテスト信号とを第１のフィルタ４ａと第２のフィルタ４ｂとに出力し、無線部５を介して、受信部７に折り返し、補正係数を算出するようにした。これにより、第１のフィルタ４ａ、第２のフィルタ４ｂ、および無線部５のＩＱインバランスを補償することができる。
【００１９】
次に、第２の実施の形態について説明する。
図２は、第２の実施の形態に係る無線通信装置のブロック図である。図２に示すように、無線通信装置は、ベースバンド信号処理部１１、ＤＡＣ（Digital to Analog Converter）１２ａ，１２ｂ、ＬＰＦ（Low Pass Filter）１３ａ，１３ｂ，２２ａ，２２ｂ、ＩＱ変調部１４、ＰＡ（Power Amplifier）１５、スイッチ１６，１７，２０，２６、ＡＴＴ（ATTenuater）１８、ＬＮＡ（Low Noise Amplifier）１９、ＩＱ復調部２１、ＡＤＣ（Analog to Digital Converter）２３ａ，２３ｂ、ローカル発振器２４、および周波数シフタ２５を有している。無線通信装置は、例えば、携帯電話、無線基地局に適用される。無線通信装置は、例えば、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）方式の無線通信を行う。
【００２０】
図２のＤＡＣ１２ａ，１２ｂ、ＬＰＦ１３ａ，１３ｂ、ＩＱ変調部１４、ＰＡ１５、およびスイッチ１６は、送信部を形成している。ＬＮＡ１９、スイッチ２０、ＩＱ復調部２１、ＬＰＦ２２ａ，２２ｂ、およびＡＤＣ２３ａ，２３ｂは、受信部を形成している。ＩＱ変調部１４およびＰＡ１５は、送信部のＲＦ部を形成している。ＬＮＡ１９およびＩＱ復調部２１は、受信部のＲＦ部を形成している。ローカル発振器２４、および周波数シフタ２５は、送信部および受信部で共用されるＲＦ部を形成している。
【００２１】
ベースバンド信号処理部１１は、送信部のＬＰＦ１３ａ，１３ｂおよびＲＦ部のＩＱインバランスを補償する補正係数を算出するためのテスト信号を生成する。ベースバンド信号処理部１１は、スイッチ１６，２０の切り替えにより、生成したテスト信号を無線送信することなく装置内を経由して受信し、受信したテスト信号に基づいて、ＩＱインバランスを補償するための補償係数を算出する。
【００２２】
ベースバンド信号処理部１１は、通信相手に送信するデジタルのＩチャネルおよびＱチャネルのベースバンド信号を生成する。ベースバンド信号処理部１１は、生成するベースバンド信号に前述の補償係数を施し、送信部のＬＰＦ１３ａ，１３ｂおよびＲＦ部のＩＱインバランスを補償する。
【００２３】
ＤＡＣ１２ａ，１２ｂは、ベースバンド信号処理部１１から出力されるベースバンド信号をアナログ信号に変換する。ＬＰＦ１３ａ，１３ｂは、アナログ信号に変換されたベースバンド信号の高域成分をカットし、低域成分を通過させる。
【００２４】
ＩＱ変調部１４は、ＬＰＦ１３ａ，１３ｂから出力されるアナログのベースバンド信号を直交変調し、無線周波数（ＲＦ）に直接アップコンバートする。
ＩＱ変調部１４は、乗算器４１ａ，４１ｂおよび直交位相発生器（図２中０°／９０°）４２を有している。直交位相発生器４２には、ローカル発振器２４から出力されるＲＦのローカル信号が入力される。直交位相発生器４２は、ローカル信号の位相を０°および９０°にし、それぞれを乗算器４１ａ，４１ｂに出力する。
【００２５】
乗算器４１ａは、ＬＰＦ１３ａから出力されるＩチャネルのベースバンド信号に０°のローカル信号を乗算し、ＲＦにダイレクトコンバージョンする。乗算器４１ｂは、ＬＰＦ１３ｂから出力されるＱチャネルのベースバンド信号に９０°のローカル信号を乗算し、ＲＦにダイレクトコンバージョンする。ＲＦに変換されたＩチャネルおよびＱチャネルのベースバンド信号（無線信号）は合成され、ＰＡ１５に出力される。
【００２６】
ＰＡ１５は、ＩＱ変調部１４から出力される無線信号を増幅する。スイッチ１６は、ＰＡ１５から出力される無線信号を、スイッチ１７およびＡＴＴ１８の一方に出力する。スイッチ１６は、ベースバンド信号処理部１１から通信相手に送信するベースバンド信号（送信信号）が出力される場合は、ＰＡ１５から出力される無線送信信号がアンテナを介して無線送信されるように出力を切り替える。スイッチ１６は、ベースバンド信号処理部１１からテスト信号が出力される場合は、ＰＡ１５から出力されるテスト無線信号がＡＴＴ１８および受信部を介してベースバンド信号処理部１１に受信されるように出力を切り替える。ＡＴＴ１８は、スイッチ１６から出力されるテスト無線信号を減衰する。
【００２７】
スイッチ１７は、スイッチ１６の出力とアンテナとの接続およびアンテナとＬＮＡ１９の入力との接続を切り替える。スイッチ１７は、通信相手に送信信号を無線送信する場合、スイッチ１６の出力とアンテナとが接続されるようにする。スイッチ１７は、通信相手から無線受信信号を受信する場合、アンテナとＬＮＡ１９の入力とが接続されるようにする。
【００２８】
ＬＮＡ１９は、アンテナによって受信された無線受信信号を増幅する。スイッチ２０は、ＬＮＡ１９から出力される無線受信信号と、ＡＴＴ１８から出力されるテスト無線信号との一方をＩＱ復調部２１に出力する。スイッチ２０は、ベースバンド信号処理部１１からテスト信号が出力される場合は、ＡＴＴ１８から出力されるテスト無線信号がＩＱ復調部２１に出力されるように切り替える。スイッチ２０は、通信相手から無線受信信号を受信する場合は、アンテナによって受信された無線受信信号がＩＱ復調部２１に出力されるように切り替える。
【００２９】
ＩＱ復調部２１は、通信相手から受信した無線受信信号がスイッチ２０から出力される場合、無線受信信号を直交復調し、ベースバンド信号の周波数に直接ダウンコンバートする。ＩＱ復調部２１は、ＡＴＴ１８からテスト無線信号が出力される場合、テスト無線信号をＩＦにダウンコンバートする。
【００３０】
ＩＱ復調部２１は、乗算器５１ａ，５１ｂおよび直交位相発生器５２を有している。直交位相発生器５２には、ローカル発振器２４から出力されるＲＦのローカル信号が入力される。また、直交位相発生器５２には、周波数シフタ２５によってＲＦよりも低周波数側に周波数シフトされたローカル信号（ＩＦシフト信号）が入力される。通信相手から無線受信信号を受信する場合、直交位相発生器５２には、ローカル発振器２４のローカル信号が入力される。ベースバンド信号処理部１１からテスト信号が出力される場合、直交位相発生器５２には、ＩＦシフト信号が入力される。直交位相発生器５２は、ローカル信号およびＩＦシフト信号の位相を０°および９０°にし、それぞれを乗算器５１ａ，５１ｂに出力する。
【００３１】
乗算器５１ａは、スイッチ２０から出力される無線受信信号に０°のローカル信号を乗算してＩチャネルのベースバンド信号を出力する。乗算器５１ｂは、スイッチ２０から出力される無線受信信号に９０°のローカル信号を乗算してＱチャネルのベースバンド信号を出力する。また、乗算器５１ａは、スイッチ２０から出力されるテスト無線信号にＩＦシフト信号を乗算してＩＦに変換し、出力する。なお、テスト無線信号は、周波数がＩＦにダウンコンバートされ直交復調はされていない。
【００３２】
ＬＰＦ２２ａ，２２ｂは、ＩＱ復調部２１から出力される信号の高域成分をカットし、低域成分を通過させる。ＡＤＣ２３ａ，２３ｂは、ＬＰＦ２２ａ，２２ｂから出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換し、ベースバンド信号処理部１１に出力する。
【００３３】
ローカル発振器２４は、ＲＦのローカル信号を出力する。周波数シフタ２５は、ローカル発振器２４から出力されるローカル信号のＲＦを低周波数側に周波数シフトし、ＩＦシフト信号を出力する。周波数シフタ２５は、ベースバンド信号処理部１１からテスト信号が出力される場合、ＩＦシフト信号を出力する。
【００３４】
スイッチ２６は、ベースバンド信号処理部１１から送信信号が出力される場合、周波数シフタ２５の入出力間を短絡し、ローカル発振器２４のローカル信号がＩＱ復調部２１に出力されるように接続を切り替える。
【００３５】
ベースバンド信号処理部１１について詳細に説明する。ベースバンド信号処理部１１は、送信信号生成部３１、補正係数テーブル３２、テスト信号生成部３３、スイッチ３４、受信信号処理部３５、ＤＤＣ（Digital Down Converter）３６、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）３７、補正係数算出部３８、および周波数制御部３９を有している。
【００３６】
送信信号生成部３１は、通信相手に送信する送信データを周波数軸上に配置し、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）や１６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）にマッピング（サブキャリア変調）した後、ＩＦＦＴ（Inverse FFT）処理を行う。そして、送信信号生成部３１は、ＩＦＦＴ処理した信号にガードインターバルを付加し、デジタルのＩチャネルおよびＱチャネルのベースバンド信号を生成する。
【００３７】
補正係数テーブル３２には、送信部のＬＰＦ１３ａ，１３ｂおよびＲＦ部のＩＱインバランスを補償するための補正係数が格納される。送信信号生成部３１は、サブキャリア変調した後の信号に補正係数を施し、送信部のＬＰＦ１３ａ，１３ｂおよびＲＦ部でのＩＱインバランスを補償する。
【００３８】
テスト信号生成部３３は、ＩＱインバランスの補正係数を算出するためのテスト信号を生成する。テスト信号生成部３３は、ＤＡＣ１２ａ，１２ｂから出力されるアナログのテスト信号が、９０°位相の異なる正弦波となるように、デジタルのテスト信号を生成する。
【００３９】
スイッチ３４は、送信信号生成部３１から出力されるベースバンド信号およびテスト信号生成部３３から出力されるテスト信号の出力を切り替える。スイッチ３４は、補正係数の算出を行う場合、テスト信号生成部３３から出力されるテスト信号がＤＡＣ１２ａ，１２ｂに出力されるようにする。スイッチ３４は、通信相手に送信信号を送信する場合、送信信号生成部３１から出力されるベースバンド信号がＤＡＣ１２ａ，１２ｂに出力されるようにする。なお、補正係数の算出は、例えば、無線通信装置の電源投入時または周期的に行う。周期的に行う場合は、通信相手に送信信号を送信しないタイミングで行う。
【００４０】
受信信号処理部３５は、ＡＤＣ２３ａ，２３ｂによってデジタル変換された受信信号の復号処理等を行って、通信相手が送信した受信データを得る。
ＤＤＣ３６は、ＡＤＣ２３ａによってデジタル変換されたＩＦのテスト無線信号のデジタルダウンコンバートを行い、デジタルでの直交復調を行う。ＤＤＣ３６は、ＡＤＣ２３ｂによってデジタル変換されたＩＦのテスト無線信号のデジタルダウンコンバートを行ってもよい。
【００４１】
ＦＦＴ３７は、ＤＤＣ３６によってデジタルダウンコンバートされたＩチャネルおよびＱチャネルのテスト無線信号をフーリエ変換する。補正係数算出部３８は、フーリエ変換されたテスト無線信号のスペクトルに基づいて補正係数を算出し、補正係数テーブル３２に格納する。周波数制御部３９は、ローカル発振器２４のローカル信号の周波数を制御する。
【００４２】
テスト信号の生成およびＩＱインバランスについて説明する。まず、テスト信号を生成して補正係数を算出するときは、ＰＡ１５の出力とＡＴＴ１８が接続されるようにスイッチ１６を切り替える。また、ＡＴＴ１８とＩＱ復調部２１が接続されるようにスイッチ２０を切り替える。これにより、ベースバンド信号処理部１１から出力されるテスト信号は、無線送信されずに受信部に折り返され、ベースバンド信号処理部１１に入力される。また、スイッチ２６は、開いた状態にし、ローカル発振器２４のローカル信号は、周波数シフタ２５によって周波数シフトされて、ＩＱ復調部２１に出力されるようにする。
【００４３】
ＯＦＤＭでは、ＩチャネルとＱチャネルにおいて、振幅と位相にインバランスが生じると直交度が崩れ、通信特性が劣化する。そこで、テスト信号生成部３３は、通信相手に送信する送信信号とは別のテスト信号を生成し、補正係数算出部３８は、装置内を経由したテスト無線信号に基づいて、ＩＱインバランスを補償する補正係数を算出する。
【００４４】
ＤＡＣ１２ａ，１２ｂの出力後のＩチャネルおよびＱチャネルのテスト信号は、次の式（１），（２）で示される。
ｘtestI（ｔ）＝ｃｏｓωlｔ  …（１）
ｘtestQ（ｔ）＝−ｓｉｎωlｔ  …（２）
ここで、ωl＝２πｆlであり、ｆlは、テスト信号の周波数である。ｌは、サブキャリア番号を示す。ｆlは、データ伝送が行われるサブキャリアごとに用意する。
【００４５】
なお、処理時間の制約などにより、全てのサブキャリア分、テスト信号を用意するのが困難な場合は、いくつかのサブキャリアのテスト信号を用意するようにしてもよい。この場合、サブキャリアが分散されるようにテスト信号を用意する。
【００４６】
上記の式（１），（２）のテスト信号は、ＩＱ変調部１４によって直交変調される。
図３は、ＩＱ変調部による直交変調を説明する図である。図３には、図２に示したＩＱ変調部１４の乗算器４１ａ，４１ｂが示してある。また、図３には、図２では図示していない加算器６１が示してある。図３では、直交位相発生器４２の図示を省略している。
【００４７】
図示しない直交位相発生器４２には、ローカル発振器２４から出力されるローカル信号が入力され、直交位相発生器４２は、次の式（３），（４）で示される位相が９０°異なるローカル信号を乗算器４１ａ，４１ｂに出力する。
【００４８】
ＬI＝ｃｏｓωcｔ  …（３）
ＬQ＝ｓｉｎωcｔ  …（４）
ここで、ωcは、キャリア周波数（ＲＦ）である。
【００４９】
乗算器４１ａは、式（１）で示すテスト信号と、式（３）で示すローカル信号を乗算する。乗算器４１ｂは、式（２）で示すテスト信号と、式（４）で示すローカル信号を乗算する。加算器６１は、乗算器４１ａ，４１ｂから出力される信号を加算し、信号ｘ（ｔ）を出力する。従って、ＩＱ変調部１４から出力される信号ｘ（ｔ）は、次の式（５）で示される。
【００５０】
ｘ（ｔ）＝ｃｏｓ（ωlｔ）ｃｏｓ（ωcｔ）−ｓｉｎ（ωlｔ）ｓｉｎ（ωcｔ）
＝（１／２）ｃｏｓ（ωl＋ωc）ｔ  …（５）
式（５）より、ＩＱ変調部１４から出力される信号の周波数は、ωl＋ωcとなり、テスト無線信号の周波数は、キャリア周波数ωcから高周波側にωlだけシフトした周波数となる。
【００５１】
また、式（５）を分解すると次の式（６），（７）に示すようになる。
ｃｏｓ（ωlｔ）ｃｏｓ（ωcｔ）
＝（１／２）｛ｃｏｓ（ωc＋ωl）ｔ＋ｃｏｓ（ωc−ωl）ｔ｝  …（６）
ｓｉｎ（ωlｔ）ｓｉｎ（ωcｔ）
＝（１／２）｛ｃｏｓ（ωc＋ωl）ｔ−ｃｏｓ（ωc−ωl）ｔ｝  …（７）
図４は、テスト信号が正常に直交変調された場合のスペクトルを示した図である。式（６），（７）より、ＩチャネルとＱチャネルのテスト信号が正確に９０°の位相を保って直交変調された場合は、キャリア周波数ωcからωlだけ低周波側にシフトした信号はキャンセルされる。従って、ＩＱ変調部１４から出力されるテスト無線信号のスペクトルは、図４に示すように、高周波側だけが残る。
【００５２】
図５は、テスト信号が正常に直交変調されなかった場合のスペクトルを示した図である。式（６），（７）より、ＩチャネルとＱチャネルが正確に９０°の位相を保って直交変調されなかった場合は、低周波側にシフトした信号はキャンセルされない。従って、ＩＱ変調部１４から出力されるテスト無線信号のスペクトルは、図５に示すように低周波側にも残り、これが雑音となって通信特性を劣化させる。
【００５３】
図６は、図２に示した無線通信装置の各部のスペクトルを示した図である。図６の（ａ）は、図２のＰＡ１５の出力におけるテスト無線信号のスペクトルを示している。図６の（ｂ）は、ＩＱ復調部２１の乗算器５１ａの出力におけるテスト無線信号のスペクトルを示している。図６の（ｃ）は、ＬＰＦ２２ａの出力におけるテスト無線信号のスペクトルを示している。図６の（ｄ）は、ＤＤＣ３６の出力におけるテスト無線信号のスペクトルを示している。
【００５４】
ＬＰＦ１３ａ，１３ｂ、ＩＱ変調部１４、またはＰＡ１５にＩＱインバランスが生じているとする。この場合、ＰＡ１５の出力では、図６の（ａ）に示すように、キャリア周波数ωcの低周波側にスペクトルが現れる。
【００５５】
ＰＡ１５から出力されるテスト無線信号は、スイッチ１６，２０によってＩＱ復調部２１に出力される。テスト無線信号は、ＩＱ復調部２１の乗算器５１ａによって、周波数シフタ２５から出力されるＩＦシフト信号が乗算される。
【００５６】
乗算器５１ａに入力されたテスト無線信号は、ＩＦシフト信号により、ＩＦにダウンコンバートされ、乗算器５１ａの出力におけるテスト無線信号のスペクトルは、図６の（ｂ）に示すようになる。ここで、ＩＦシフト信号の周波数をωLO（ωLO＜ωc）とする。ＩＦの周波数ωIFは、次の式（８）の関係を有する。
【００５７】
ωIF＝ωc−ωLO  …（８）
なお、ＩＦへのダウンコンバートにより、図６の（ｂ）に示すように、ω＝ωc＋ωLOのところにもスペクトルが生じる。
【００５８】
ＬＰＦ２２ａは、乗算器５１ａから出力される、ＩＦにダウンコンバートされたテスト無線信号の高域周波数をカットする。従って、ＬＰＦ２２ａの出力におけるテスト無線信号のスペクトルは、図６の（ｃ）に示すように、ω部分のスペクトルがカットされ、ωIFのスペクトルが残る。
【００５９】
ＬＰＦ２２ａから出力されたテスト無線信号は、ＡＤＣ２３ａによってデジタル変換され、ＤＤＣ３６に入力される。ＤＤＣ３６は、ＡＤＣ２３ａから出力されるデジタルのテスト無線信号に次の式（９）を乗算し、デジタルダウンコンバートする。
【００６０】
【数１】
2011055271.tif 000003
【００６１】
式（９）の乗算により、ＤＤＣ３６からは、図６の（ｄ）に示すように、デジタル復調されたテスト信号のスペクトルが得られる。
補正係数の算出について説明する。ＤＤＣ３６によってデジタル復調されたテスト信号は、ＦＦＴ３７によってスペクトル計算が行われる。補正係数算出部３８は、ＦＦＴ３７によって算出されたスペクトルの最大値を探索する。補正係数算出部３８は、探索した最大値のスペクトル（送信されたテスト信号の周波数）と、その最大値のスペクトルと対になる負側のスペクトルの比（ＤＵ比（ＤＵ：Desired to Undesired signal ratio））を計算する。すなわち、補正係数算出部３８は、図６の（ｄ）に示す上側波帯と下側波帯のＤＵ比を計算する。
【００６２】
テスト信号生成部３３は、式（１），（２）で示したＩチャネルおよびＱチャネルのテスト信号の振幅および位相を変更しながらテスト信号を出力する。補正係数算出部３８は、振幅および位相が変更されるテスト信号のそれぞれにおいてＤＵ比を計算する。補正係数算出部３８は、ＤＵ比が所定のしきい値以下、例えば、２５ｄＢ以下となったときの、初期値の振幅に対する現振幅の振幅比および初期値の位相に対する現位相の位相差を補正係数テーブル３２に格納する。
【００６３】
例えば、テスト信号生成部３３は、Ａｅjθのテスト信号を出力するとする。Ａは、振幅でθは位相を示す。なお、振幅位相表現された前記式を複素表示すると、Ｉ＋ｊＱとなる。
【００６４】
テスト信号生成部３３は、初期値のテスト信号として、例えば、Ａ＝１，θ＝０のテスト信号を生成する。テスト信号生成部３３は、Ａ，θを変更しながらテスト信号を出力する。ここで、ＤＵ比がしきい値以下になったときの現振幅をＡ＝Ａp，θ＝θpとすると、補正係数テーブル３２には、振幅比Ａp／Ａおよび位相差θpが格納される。なお、全サブキャリアまたは所定の選択されたサブキャリアごとにテスト信号を生成し、そのテスト信号の振幅および位相を変更して振幅比と位相差を算出する。
【００６５】
テスト信号の振幅と位相の変更の仕方について説明する。テスト信号生成部３３で生成されるサブキャリア番号ｌにおけるテスト信号の振幅をＡl、位相をθlとする。ｌは、サブキャリア番号を示す。ここで、Ａl（０＜Ａl＜ａ、ａは正の実数）とθl（−π＜θl＜π）を全探索して所定のしきい値以下のＤＵ比を求める方法があるが、以下では、複数のパラメータを同時に探索する最急降下法について説明する。
【００６６】
最急降下法は、次の式（１０）に基づいて、テスト信号の振幅および位相を変更（更新）する。
【００６７】
【数２】
2011055271.tif 000004
【００６８】
αは、更新割合を決める値であり、正の実数である。Ａl(k)とθl(k)は、振幅と位相をｋ回更新した後の値である。また、Ｄ(k)は、ｋ回目に更新した後のＤＵ比である。例えば、Ａl(0)＝１，θl(0)＝０を初期値として設定し、Ａlとθlを微小量変化させて、ＤＵ比を測定し、その結果を式（１０）に代入して同時に更新を行う。
【００６９】
ＤＵ比が予め決めたしきい値以下になるまで、計算を繰り返す。この計算をデータ通信に用いる全サブキャリアまたは所定の選択したサブキャリアにおいて行う。
サブキャリアごとに得られた振幅比と位相差は、補正係数テーブル３２に格納される。
【００７０】
図７は、補正係数テーブルのデータ構成例を示した図である。図７に示すように、補正係数テーブル３２は、周波数、振幅比、および位相差の欄を有している。
周波数の欄には、サブキャリアに対応する周波数が格納される。振幅比および位相差の欄には、周波数の欄の周波数における、ＤＵ比がしきい値以下となったときのテスト信号の振幅比と位相差が格納される。
【００７１】
例えば、図７の例では、補正係数テーブル３２より、サブキャリア番号がｌの周波数ｆlにおける、ＤＵ比がしきい値以下となったときのテスト信号の振幅比と位相差は、Ａl，θlであることが分かる。
【００７２】
ＩＱインバランスの補償について詳細に説明する。
図８は、図２の送信信号生成部のブロック図である。図８に示すように、送信信号生成部３１は、直並列変換部７１、サブキャリア変調部７２ａ〜７２ｎ、補正係数演算部７３、ＩＦＦＴ７４、および並直列変換部７５を有している。なお、図８には、補正係数テーブル３２も示している。
【００７３】
直並列変換部７１には、直列の送信データが入力される。直並列変換部７１は、入力される直列の送信データを並列に変換し、周波数軸上（サブキャリアｆ0，ｆ1，…，ｆN-1）に配置する。
【００７４】
サブキャリア変調部７２ａ〜７２ｎは、直並列変換部７１によって配置された送信データをＱＰＳＫや１６ＱＡＭなどの信号点にマッピングする。
補正係数演算部７３は、サブキャリア変調（一次変調）された信号に補正係数テーブル３２に格納された補正係数を施す。例えば、補正係数演算部７３は、サブキャリア変調部７２ａから出力される信号には、図７の補正係数テーブル３２の振幅比Ａ0、位相差θ0を施す。また、補正係数演算部７３は、サブキャリア変調部７２ｂから出力される信号には、図７の補正係数テーブル３２の振幅比Ａ1、位相差θ1を施す。
【００７５】
ＩＦＦＴ７４は、補正係数演算部７３によって補正係数が施された信号を逆フーリエ変換する。すなわち、ＩＦＦＴ７４は、サブキャリアに割り当てられた周波数領域の信号を時間領域の信号列に変換する。
並直列変換部７５は、ＩＦＦＴ７４から並列に出力される時間領域の信号列を直列に変換して出力する。このとき、ガードインターバルの挿入が行われる。
【００７６】
上記したように、送信データは、直並列変換部７１によって周波数軸上に配置され、サブキャリア変調部７２ａ〜７２ｎによってＱＰＳＫや１６ＱＡＭなどの方式で一次変調される。一次変調された送信データは、次の式（１１）によって示される。
【００７７】
【数３】
2011055271.tif 000005
【００７８】
ｌはサブキャリア番号（ｌ＝０，１，…，Ｎ−１）、ｄlは一次変調された送信データ、Ｒlは振幅、Φlは位相を示す。ｄlは、複素平面上にマッピングされており、例えば、ＱＰＳＫでは、ｄl＝１＋ｊなどのようになる。
【００７９】
この送信データを、ＩＦＦＴすると、時間軸上の送信信号に変換される。ＩＤＦＴで示すと、次の式（１２）に示すようになる。
【００８０】
【数４】
2011055271.tif 000006
【００８１】
ＮはＩＦＦＴのポイント数、ｋは送信信号の時間軸上のサンプル点（ｋ＝０，１，…，Ｎ−１）である。
ここで、式（１１）に示す一次変調された信号は、補正係数演算部７３によって補正係数テーブル３２の振幅が乗算され、また、位相が加算される。従って、補正係数演算部７３から出力される信号は、式（１３）に示すようになる。
【００８２】
【数５】
2011055271.tif 000007
【００８３】
この補正された信号をＩＦＦＴ７４によって逆フーリエ変換することにより、次の式（１４）に示すＩＱインバランスを補償する時間軸上の送信信号を得ることができる。
【００８４】
【数６】
2011055271.tif 000008
【００８５】
このように、無線通信装置は、テスト信号をＬＰＦ１３ａ，１３ｂに出力し、ＩＱ変調部１４とＰＡ１５のＲＦ部を介して、受信部に折り返し、補正係数を算出するようにした。これにより、ＬＰＦ１３ａ，１３ｂおよびＲＦ部のＩＱインバランスを補償することができる。
【００８６】
また、テスト無線信号をＩＦにダウンコンバートし、ＤＤＣ３６によって直交復調するので、ＩＱ復調部２１に高精度な直交性を求めなくても、適切な補正係数を算出することができる。
【００８７】
また、電源投入時または周期的に補正係数を算出することにより、温度変化によるＩＱインバランスの変化にも対応することができる。
また、無線通信装置内でテスト信号を折り返すので、空間伝搬によるイメージ受信の影響を受けず、ＬＰＦ２２ａ、２２ｂにチャネル選択フィルタなどを用いなくて済む。
【００８８】
なお、図２の例では、補正係数テーブル３２、テスト信号生成部３３、ＤＤＣ３６、ＦＦＴ３７、および補正係数算出部３８は、ベースバンド信号処理部１１が有するとしているが、ベースバンド信号処理部１１の外部にあってもよい。
【００８９】
また、ＬＮＡ１９の出力にスイッチ２０を設けているがＬＮＡ１９の入力にスイッチ２０を設けるようにしてもよい。
次に、第３の実施の形態について説明する。第２の実施の形態では、テスト無線信号をＩＦにダウンコンバートするＩＦシフト信号を、周波数シフタによってローカル信号の周波数を周波数シフトして生成した。第３の実施の形態では、独立した発振器によってＩＦシフト信号を生成する。
【００９０】
図９は、第３の実施の形態に係る無線通信装置のブロック図である。図９において、図２と同じものには同じ符号を付し、その説明を省略する。
図９の無線通信装置では、図２の無線通信装置に対し、周波数シフタ２５とスイッチ２６が省略され、ＩＦ発振器８１とスイッチ８２を有している。ＩＦ発振器８１は、送信部、ＡＴＴ１８、およびスイッチ２０を経由してＩＱ復調部２１に入力されたテスト無線信号の周波数を、ＩＦにダウンコンバートするためのＩＦシフト信号を出力する。ＩＦシフト信号の周波数は、ωLOである。
【００９１】
スイッチ８２は、ベースバンド信号処理部１１からテスト信号が出力されるときは、ＩＦ発振器８１から出力されるＩＦシフト信号をＩＱ復調部２１に出力するようにする。スイッチ８２は、ベースバンド信号処理部１１から通信相手に送信する送信信号が出力されるときは、ローカル発振器２４のローカル信号をＩＱ復調部２１に出力するようにする。
【００９２】
このように、ＩＦ発振器８１によってＩＦシフト信号を出力するようにすることにより、回路構成を簡易化できる。
次に、第４の実施の形態について説明する。第２の実施の形態および第３の実施の形態では、テストパターンをループバックするスイッチをＰＡの出力に設けていた。第４の実施の形態では、ＰＡの入力側にテスト無線信号をループバックするスイッチを設ける。
【００９３】
図１０は、第４の実施の形態に係る無線通信装置のブロック図である。図１０において、図９と同じものには同じ符号を付し、その説明を省略する。
図１０の無線通信装置では、図９の無線通信装置に対し、スイッチ９１とＰＡ９２の位置が変わっている。すなわち、ＩＱ変調部１４とＰＡ９２の間にスイッチ９１が設けられている。
【００９４】
このように、ＰＡ９２の前段にスイッチ９１を設けることにより、スイッチ９１での無線送信信号の損失をＰＡ９２の利得で補償することが可能となる。
以上のインバランスの補償とは、完全にインバランスを補償するものだけでなく、インバランスを改善するものを含むものを意味している。例えば、完全に補償できなくとも、インバランスを改善する方向にあればそれは発明の一部であることは言うまでもない。更に、例えば、完全にインバランスを補償できなくとも、残留分がチャネル推定により更に改善されるのであれば、それは本発明に含まれることは言うまでもないことである。
【符号の説明】
【００９５】
１  送信信号生成部
２  テスト信号生成部
３，６  スイッチ
４ａ  第１のフィルタ
４ｂ  第２のフィルタ
５  無線部
７  受信部
８  補正係数算出部
【図１】
2011055271.tif 000009
【図２】
2011055271.tif 000010
【図３】
2011055271.tif 000011
【図４】
2011055271.tif 000012
【図５】
2011055271.tif 000013
【図６】
2011055271.tif 000014
【図７】
2011055271.tif 000015
【図８】
2011055271.tif 000016
【図９】
2011055271.tif 000017
【図１０】
2011055271.tif 000018