(57)【要約】      （修正有）【課題】タイミング調整を必要とせずに、少ない付加回路で送信系のＩＱインバランスの補正精度を良くすることができる送信装置を提供する。【解決手段】送信装置１００は、同相信号と直交信号からなる複素信号に対して直交変調を行うことで変調信号を生成し、電力増幅後に送信するとともに、電力増幅後の変調信号に対して直交復調を行うことでフィードバック信号を生成し、所定の補正に用いる装置であり、電力増幅後の変調信号のエンベロープの変動量を検出するエンベロープ検出部７と、エンベロープの変動量に基づいて補正係数を決定し、補正係数を用いて直交変調時に発生するＩＱインバランスを補正する送信ＩＱインバランス補正部１３と、を有する。【選択図】図２
2015032841.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同相信号と直交信号からなる複素信号に対して直交変調を行うことで変調信号を生成し、増幅後に送信するとともに、増幅後の変調信号に対して直交復調を行うことでフィードバック信号を生成し、所定の補正に用いる送信装置であって、
前記増幅後の変調信号のエンベロープの変動量を検出するエンベロープ検出部と、
前記エンベロープの変動量が最も少なくなる補正係数を探索し、探索した補正係数を用いて前記直交変調時に発生する前記同相信号と前記直交信号との間のインバランスを補正する第１補正部と、を有する、
送信装置。
【請求項２】
前記第１補正部は、
前記エンベロープの変動量の最大値が最小となる補正係数を探索する、
請求項１記載の送信装置。
【請求項３】
前記第１補正部は、
前記エンベロープの変動量の最小値が最大となる補正係数を探索する、
請求項１記載の送信装置。
【請求項４】
前記第１補正部は、
前記エンベロープの変動量の最大値と最小値の差の絶対値が最小となる補正係数を探索する、
請求項１記載の送信装置。
【請求項５】
前記第１補正部は、
探索した補正係数と温度および電源の状態との対応を予め学習し、
検出された温度および電源の状態に基づいて、前記補正係数を選択する、
請求項２から４のいずれか１項に記載の送信装置。
【請求項６】
前記第１補正部は、
送信エンベロープが一定となるトレーニング信号を用いて、前記補正係数を用いた補正を行う、
請求項２から４のいずれか１項に記載の送信装置。
【請求項７】
前記フィードバック信号に基づいて、前記直交復調時に発生するインバランスを補正する第２補正部と、
前記第２補正部からの出力と、前記直交変調前の複素信号とに基づいて、前記増幅時に発生する歪みを補正する歪み補償部と、をさらに有する、
請求項１から６のいずれか１項に記載の送信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、同相信号および直交信号からなる複素信号のインバランスを補正する送信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、直交変調を用いる無線通信の分野において、同相信号（以下、「Ｉ信号」という）および直交信号（以下、「Ｑ信号」という）からなる複素信号（以下、「ＩＱ信号」という）のインバランスを補正する技術が知られている。この技術は、例えば、特許文献１、２に開示されている。
【０００３】
特許文献１の送信機は、送信パス（「送信系」ともいう）において直交変調かつ電力増幅した送信信号を、受信パス（「受信系」ともいう）において移相を９０度ずらしてからベースバンド信号に変換し、さらにアナログからデジタルに変換することで、フィードバック信号を生成する。そして、この送信機は、そのフィードバック信号と直交変調前の送信信号とを比較することで、送信パスの直交変調器に含まれるＩＱ信号のインバランス（以下、「ＩＱインバランス」という）を補正する。
【０００４】
特許文献２のシステムは、ゲインインバランスおよび位相インバランスそれぞれの誤差を算出し、それらの値が０となるように補正する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２０６５５６号公報
【特許文献２】米国特許第７３８２８３３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の送信機および特許文献２のシステムには、それぞれ、以下の課題がある。
【０００７】
図１は、特許文献１の送信機の構成例を示す図である。図１に示すように、特許文献１の送信機は、受信パスにおいて、９０°移相器２１とミキサ２２を含む検波部１５を有する。この９０°位相器２１は、直交変調用の９０°位相器１４とは別に設けられている。そのため、例えば製造時の拡散ばらつきにより、Ｉ信号とＱ信号との間に生じる振幅誤差と位相誤差の検出精度が劣化する。よって、ＩＱインバランスの補正精度が劣化する、という課題がある。
【０００８】
また、特許文献１の送信機は、フィードバック量の検出を行うための専用回路として、検波部１５を備える。よって、回路規模が大きくなる、という課題がある。
【０００９】
また、特許文献２のシステムは、ＩＱインバランスの補正時に送信データと受信データが一致するようにタイミング調整を行う必要があるが、その調整の際にタイミング誤差が生じ、残留誤差となるおそれがある。よって、ＩＱインバランスの補正精度が劣化する、という課題がある。
【００１０】
本発明の目的は、タイミング調整を必要とせずに、少ない付加回路で送信系のＩＱインバランスの補正精度を良くすることができる送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】
【００１１】
本発明の一態様に係る送信装置は、同相信号と直交信号からなる複素信号に対して直交変調を行うことで変調信号を生成し、増幅後に送信するとともに、増幅後の変調信号に対して直交復調を行うことでフィードバック信号を生成し、所定の補正に用いる送信装置であって、前記増幅後の変調信号のエンベロープの変動量を検出するエンベロープ検出部と、前記エンベロープの変動量が最も少なくなる補正係数を探索し、探索した補正係数を用いて前記直交変調時に発生する前記同相信号と前記直交信号との間のインバランスを補正する第１補正部と、を有する構成を採る。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、タイミング調整を必要とせずに、少ない付加回路で送信系のＩＱインバランスの補正精度を良くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】特許文献１に係る送信機の構成例を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態に係る送信装置の構成例を示すブロック図
【図３】本発明の実施の形態に係る送信装置の直交変調部がＱＰＳＫ変調を行うときの信号の配置例を示す図
【図４】本発明の実施の形態に係る送信装置の直交変調部にＩＱインバランスがある場合とない場合における、増幅後の無線信号の振幅成分の波形例を示す図
【図５】本発明の実施の形態に係る送信装置の直交変調部にＩＱインバランスがある場合とない場合における、増幅後の無線信号のパワー成分の波形例を示す図
【図６】本発明の実施の形態に係る送信装置の送信ＩＱインバランス補正部の構成例を示すブロック図
【図７】本発明の実施の形態に係る送信装置の補正演算実行部の回路構成例を示す図
【図８】ＩＱインバランスがない場合における補正係数σ、φとエンベロープの最大値との関係を示すグラフ
【図９】本発明の実施の形態に係る送信装置の補正係数探索部の動作例１を示すフロー図
【図１０】本発明の実施の形態に係る送信装置の補正係数探索部の動作例２を示すフロー図
【図１１】本発明の実施の形態に係る送信装置の補正係数探索部の動作例３を示すフロー図
【図１２】本発明の実施の形態に係る送信装置の補正係数探索部の構成例を示すブロック図
【図１３】本発明の実施の形態に係る送信装置が用いる通信規格のデータフォーマットの構成例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１５】
＜送信装置１００の構成例＞
図２は、本発明の実施の形態に係る送信装置１００の構成例を示す図である。
【００１６】
図２において、送信装置１００は、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）１、ＤＡＣ（Digital Analog Converter）２、直交変調部３、局部発振器４、電力増幅器５、直交復調部６、エンベロープ検出部７、切替部８、ＡＤＣ（Analog Digital Converter）９を有する。
【００１７】
ＤＳＰ１は、デジタル信号を処理する回路であり、歪み補償部１１、受信ＩＱインバランス補正部１２（第２補正部の一例）、および送信ＩＱインバランス補正部１３（第１補正部の一例）を有する。
【００１８】
歪み補償部１１は、電力増幅器５において生じる信号の歪みを補正する。この補正は、以下「歪み補償」という。本実施の形態では、歪み補償部１１による歪み補償は、送信ＩＱインバランス補正部１３による送信インバランス補正（詳細は後述）および受信ＩＱインバランス補正部１２による受信インバランス補正（詳細は後述）を個別に行った後に実行される。以下、本回路の動作について説明する。
【００１９】
歪み補償部１１は、送信信号TX_Dataを入力する。この送信信号は、ベースバンド信号であり、Ｉ信号（同相信号。「同相成分」ともいう）とそれに直交する位相を持つＱ信号（直交信号。「直交成分」ともいう）とを含むＩＱ信号（複素信号）である。また、この送信信号は、電力増幅器５に歪みが発生しない程度の振幅を有する単一周波数の信号である。
【００２０】
歪み補償部１１は、送信信号TX_Dataを入力すると、以下に示す２つの場合のいずれかに応じて動作を行う。
【００２１】
１つは、歪み補償部１１が受信ＩＱインバランス補正部１２からフィードバック信号を受け取っていない場合である。換言すれば、送信インバランス補正および受信インバランス補正が実行される前である。ここでのフィードバック信号は、電力増幅器５から出力される信号であって、直交復調部６、切替部８、ＡＤＣ９、および受信ＩＱインバランス補正部１２を経由した信号である。この場合、歪み補償部１１は、歪み補償を行わず、入力した送信信号TX_Dataをそのまま、送信信号TX_Data_PDとして送信ＩＱインバランス補正部１３へ出力する。
【００２２】
もう１つは、歪み補償部１１が受信ＩＱインバランス補正部１２からフィードバック信号を受け取っている場合である。換言すれば、送信インバランス補正および受信インバランス補正が実行された後である。この場合、歪み補償部１１は、フィードバック信号および送信信号TX_Dataに基づいて、歪み補償を行う。この歪み補償には、例えば、デジタルプリディストーションという周知技術が適用される。
【００２３】
ここで、歪み補償の具体例を説明する。まず、歪み補償部１１は、フィードバック信号と送信信号TX_Dataとの誤差を検出し、電力増幅器５の歪み特性を求める。次に、歪み補償部１１は、歪み特性を打ち消すような補正値として、補正係数を算出する。そして、歪み補償部１１は、補正係数を送信信号TX_Dataに乗じる。これにより、電力増幅器５の非線形の歪みが補正され、振幅特性および位相特性の線形性が確保される。その後、歪み補償部１１は、歪み補償後の送信信号TX_Data_PDを送信ＩＱインバランス補正部１３へ出力する。
【００２４】
受信ＩＱインバランス補正部１２は、直交復調部６のＩＱインバランスを補正する。この補正は、以下「受信インバランス補正」という。ＩＱインバランスは、例えば、Ｉ信号とＱ信号との間における位相誤差（「位相インバランス」ともいう）および振幅誤差（「振幅インバランス」ともいう）である。本実施の形態では、受信ＩＱインバランス補正部１２による受信インバランス補正は、送信ＩＱインバランス補正部１３による送信インバランス補正の後、かつ、歪み補償部１１による歪み補償の前に実行される。
【００２５】
受信ＩＱインバランス補正部１２は、ＡＤＣ９からフィードバック信号を入力する。ここでのフィードバック信号は、電力増幅器５からの出力信号であって、直交復調部６、切替部８、およびＡＤＣ９を経由した信号である。
【００２６】
次に、受信ＩＱインバランス補正部１２は、フィードバック信号におけるＩＱインバランスが最小になるように受信インバランス補正を行う。そして、受信ＩＱインバランス補正部１２は、受信インバランス補正後のフィードバック信号を歪み補償部１１へ出力する。このフィードバック信号は、上述した通り、歪み補償部１１の歪み補償に用いられる。
【００２７】
送信ＩＱインバランス補正部１３は、直交変調部３の直交変調時においてＩ信号とＱ信号との間に生じるＩＱインバランスを補正する。この補正は、以下「送信インバランス補正」という。本実施の形態では、送信ＩＱインバランス補正部１３による送信インバランス補正は、受信ＩＱインバランス補正部１２による受信インバランス補正および歪み補償部１１による歪み補償の前に実行される。
【００２８】
送信ＩＱインバランス補正部１３は、歪み補償部１１から送信信号TX_Data_PDを入力する。この送信信号は、上述した通り、歪み補償前の送信信号、または、歪み補償後の送信信号のいずれかである。
【００２９】
まず、送信ＩＱインバランス補正部１３は、送信信号TX_Data_PDが歪み補償前の送信信号であり、かつ、エンベロープ値FB_ENVの検出がまだ行われていない場合、送信信号TX_Data_PDをそのまま、送信信号TX_Data_CRとしてＤＡＣ２へ出力する。この送信信号は、テスト信号として、エンベロープ検出部７においてエンベロープ値の検出に用いられる。エンベロープ値FB_ENVは、電力増幅器５から出力されるテスト信号のエンベロープ（包絡線）の値であり、エンベロープ検出部７により検出される。このエンベロープの具体例については、図３〜５を用いて後述する。
【００３０】
その後、送信ＩＱインバランス補正部１３は、切替部８およびＡＤＣ９を介して、エンベロープ値FB_ENVを入力する。そして、送信ＩＱインバランス補正部１３は、エンベロープ値FB_ENVに基づいて、補正係数を最適化する。すなわち、送信ＩＱインバランス補正部１３は、エンベロープ値FB_ENVの変動を最小にできる補正係数を検索する。補正係数の検索の具体例については、後述の動作例１〜３にて説明する。
【００３１】
補正係数の最適化の後、送信ＩＱインバランス補正部１３は、新たに送信信号TX_Data_PD（歪み補償前の送信信号）を入力する。そして、送信ＩＱインバランス補正部１３は、最適化した補正係数を用いて、新たに入力した送信信号TX_Data_PDに対して送信インバランス補正を行う。これにより、例えばＩ信号の振幅レベルおよび位相偏移量が補正され、直交変調部３のＩＱインバランスが最小に抑えられる。その後、送信ＩＱインバランス補正部１３は、送信インバランス補正後の送信信号TX_Data_CRをＤＡＣ２へ出力する。この送信信号は、上述した通り、フィードバック信号として、受信ＩＱインバランス補正部１２において受信インバランス補正に用いられる。
【００３２】
送信インバランス補正後、送信ＩＱインバランス補正部１３は、歪み補償後の送信信号である送信信号TX_Data_PDを入力する。そして、送信ＩＱインバランス補正部１３は、先に最適化した補正係数を用いて送信信号TX_Data_PDに対して送信インバランス補正を行い、その補正後の信号を送信信号TX_Data_CRとしてＤＡＣ２へ出力する。
【００３３】
ＤＡＣ２は、送信ＩＱインバランス補正部１３から送信信号TX_Data_CRを入力する。この送信信号は、上述した通り、歪み補償前かつ送信インバランス補正前の送信信号（テスト信号）、歪み補償前かつ送信インバランス補正後の送信信号、または、歪み補償後の送信信号のいずれかである。
【００３４】
そして、ＤＡＣ２は、上記いずれかの送信信号TX_Data_CRをデジタルからアナログに変換し、直交変調部３へ出力する。
【００３５】
直交変調部３は、ＤＡＣ２から、アナログ変換された送信信号を入力する。次に、直交変調部３は、アナログ変換された送信信号と、局部発振器４から出力される同相の搬送波信号およびその搬送波信号が９０°位相シフトされた直交搬送波信号とを周波数混合する。これにより、希望周波数の変調信号（以下、「無線信号」という）が生成される。そして、直交変調部３は、無線信号を電力増幅器５へ出力する。
【００３６】
電力増幅器（パワーアンプ）５は、直交変調部３から無線信号を入力して増幅する。そして、電力増幅器５は、増幅した無線信号を、信号分配器（図示せず）へ出力する。信号分配器は、電力増幅器５からの無線信号を、アンテナ（図示せず）、直交復調部６、エンベロープ検出部７へ出力する。アンテナへ出力された無線信号は、アンテナから電波として輻射される。
【００３７】
直交復調部６は、信号分配器から無線信号を入力する。次に、直交復調部６は、入力した無線信号と、局部発振器４から出力される同相の搬送波信号およびその搬送波信号が９０°位相シフトされた直交搬送波信号とを周波数混合する。これにより、復調信号（ベースバンド信号）が生成される。そして、直交復調部６は、復調信号を、切替部８へ出力する。この復調信号は、上述した通り、受信ＩＱインバランス補正部１２に入力され、フィードバック信号として用いられる。
【００３８】
エンベロープ検出部７は、検波器７１とＬＰＦ（Low Pass Filter）７２を有する。
【００３９】
検波器７１は、信号分配器から無線信号を入力すると、無線信号のエンベロープ値FB_ENVを検出し、ＬＰＦ７２を介して切替部８へ出力する。
【００４０】
エンベローブには、直交変調部３にてＩＱインバランスが生じた場合、揺らぎ（「変動」ともいう）が発生する。ここで、エンベローブの揺らぎについて説明する。
【００４１】
図３は、直交変調部３がＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）変調を行うときの信号の配置（コンステレーションマップ）の一例を示す図である。直交変調部３においてＩＱインバランスが生じていない場合、図３に示すように、白丸で示す位置に信号点が存在することになる。この場合、４つの信号点を結んだ軌道ＯＲ１は、理想的なコンステレーション軌道となる。これに対し、直交変調部３においてＩＱインバランスが生じた場合、図３に示すように、黒丸で示す位置に信号点が存在することになる。この場合、４つの信号点を結んだ軌道ＯＲ２は、歪んだコンステレーション軌道となる。なお、図３において、σは振幅インバランスを示し、φは位相インバランスを示す。
【００４２】
図４Ａは、直交変調部３にＩＱインバランスが生じた場合において、電力増幅器５で増幅された無線信号の振幅成分の波形の一例を示す。一方、図４Ｂは、直交変調部３にＩＱインバランスが生じていない場合において、電力増幅器５で増幅された無線信号の振幅成分の波形の一例を示す。図４Ａに示す波形では、時間方向に包絡線の変動、すなわち揺らぎが発生しているが、図４Ｂに示す波形では、時間方向に揺らぎは発生していない。
【００４３】
図５Ａは、直交変調部３にＩＱインバランスが生じた場合において、電力増幅器５で増幅された無線信号のパワー成分の波形の一例を示す。一方、図５Ｂは、直交変調部３にＩＱインバランスが生じていない場合において、電力増幅器５で増幅された無線信号のパワー成分の波形の一例を示す。図５Ａに示す波形では、時間方向に揺らぎが発生しているが、図５Ｂに示す波形では、時間方向に揺らぎは発生していない。
【００４４】
切替部８は、直交復調部６からの復調信号、または、エンベロープ検出部７からのエンベロープ値FB_ENVのいずれかを、ＡＤＣ９へ出力するように切り替える。切り替えの具体例は、以下の通りである。
【００４５】
エンベロープ値FB_ENVが未検出であり、送信インバランス補正が行われていない場合、切替部８は、エンベロープ検出部７からのエンベロープ値FB_ENVがＡＤＣ９へ出力されるように切り替える。一方、エンベロープ値FB_ENVが検出済みであり、送信インバランス補正が行われた場合、切替部８は、直交復調部６からの復調信号がＡＤＣ９へ出力されるように切り替える。
【００４６】
ＡＤＣ９は、切替部８から、復調信号またはエンベロープ値FB_ENVのいずれかを入力し、アナログからデジタルに変換する。まず、エンベロープ値FB_ENVを入力した場合、ＡＤＣ９は、そのエンベロープ値FB_ENVをデジタル変換し、送信ＩＱインバランス補正部１３へ出力する。このエンベロープ値FB_ENVは、上述した通り、補正係数の最適化に用いられる。その後、復調信号を入力した場合、ＡＤＣ９は、その復調信号をデジタル変換し、受信ＩＱインバランス補正部１２へ出力する。この復調信号は、上述した通り、フィードバック信号として受信インバランス補正に用いられる。
【００４７】
以上の構成を備えることにより、本実施の形態の送信装置１００は、以下の作用効果を有する。
【００４８】
１つ目の作用効果は、以下の通りである。送信装置１００は、無線信号（電力増幅後の出力信号）のエンベロープの揺らぎに基づいて送信インバランス補正を実行するため、受信パスの検波器に復調用のミキサを備える必要が無い。よって、少ない付加回路で、送信インバランスの補正を実現できる。
【００４９】
２つ目の作用効果は、以下の通りである。従来技術（例えば特許文献２のシステム）では、直交変調器のＩＱインバランスを算出するために、ベースバンド信号である送信信号と、それに見合ったタイミングの復調データとの差の演算、すなわちタイミング調整を行う必要があった。しかし、タイミング調整が正確に行われないと、タイミング誤差が生じて残留誤差となり、結果としてＩＱインバランスの補正精度が劣化するという問題があった。これに対し、送信装置１００は、無線信号（電力増幅後の出力信号）のエンベロープの揺らぎを検出するだけでよいので、送信インバランス補正の際にタイミング調整を必要としない。よって、送信装置１００は、従来技術のように、タイミング誤差が生じて残留誤差となるおそれがなく、ＩＱインバランスの補正精度が劣化することがない。その結果、送信装置１００は、送信特性を向上させることができる。
【００５０】
３つの目の作用効果は、以下の通りである。従来、センサ無線で使用される９２０ＭＨｚ帯では、IEEE802.15.4ｇや現在策定中のIEEE802.11ahなどがあり、今後のことを考えると、自チャンネル以外への電力漏洩を極力抑えたいという要望がある。そのため、デジタルプリディストーションおよび送信インバランス補正の性能を向上させ、送信特性を向上させる必要がある。しかしながら、従来の送信装置では、電力増幅器の歪み、直交変調部のＩＱインバランス、および直交復調部のＩＱインバランスを全て含んだフィードバック信号を用いて歪み補償が実行されるため、ＩＱインバランスの影響が残留し、ＩＱインバランスの補正精度が劣化する。その結果、送信特性が劣化してしまう。そこで、送信装置１００は、送信インバランス補正、受信インバランスの補正、歪み補償を、この順で個別に行うようにした。これにより、ＩＱインバランスの残留がなくなり、ＩＱインバランスの補正精度が劣化することがない。その結果、送信装置１００は、送信特性を向上させることができる。
【００５１】
４つ目の作用効果は、以下の通りである。従来技術（例えば、特許文献２のシステム）は、ゲインインバランスおよび位相インバランスのそれぞれを計算により見積もり、ダイレクトに補正を行うため、計算量が多くなる。これに対し、送信装置１００では、エンベロープの揺らぎを検出するだけでよいので、従来技術よりも計算量が少なくて済む。
【００５２】
＜送信ＩＱインバランス補正部１３の構成例＞
図６は、上記送信ＩＱインバランス補正部１３の構成例を示す図である。
【００５３】
図３において、送信ＩＱインバランス補正部１３は、補正演算実行部１３１と補正係数探索部１３２を有する。
【００５４】
補正演算実行部１３１は、後述する補正係数探索部１３２から補正係数σ、φを入力し、その補正係数に基づいてベースバンド信号（送信信号TX_Data_PD）に対して補正演算（送信インバランス補正）を行う。そして、補正演算実行部１３１は、補正後のベースバンド信号（送信信号TX_Data_CR）をＤＡＣ２へ出力する。
【００５５】
送信出力にＩＱインバランスが発生するということから考えると、その逆特性をあらかじめ、ベースバンド領域で与えておけば、トータル特性としてＩＱインバランスを打ち消すことが可能である。ＩＱインバランスの影響により例えば図３に示す送信特性となったとすると、送信出力をベースバンド信号にシフトして考えた信号（Ｉｏｕｔ、Ｑｏｕｔ）とベースバンド信号（ＩＤＴ、ＱＤＴ）の関係は、下記式（１）に示すようになる。
【数１】
2015032841.tif 000003
【００５６】
上記式（１）において、Ａはスカラーである。よって、ベースバンド信号に対して、あらかじめＸの逆特性を与えることができれば、送信装置１００のＩＱインバランスを打ち消すことが可能である。Ｘの逆行列は、以下の式（２）で与えることができる。
【数２】
2015032841.tif 000004
【００５７】
Δはスカラーであり、ほぼ１である。ここで、補正演算実行部１３１は、式（２）の演算を実現するために、図７に示す回路構成を備えている。よって、補正演算実行部１３１は、図７の回路構成を用いることで、ベースバンド信号に対してＩＱインバランスの逆特性を与えることができる。そのためには、補正係数の元となるσとφを、補正係数探索部１３２において予め求める必要がある。
【００５８】
補正係数探索部１３２は、ＡＤＣ９から送信信号のエンベロープ値FB_ENVを入力し、そのエンベロープ値に基づいて補正係数σ、φの最適値を探索する。そして、補正係数探索部１３２は、最適値としての補正係数σ、φを補正演算実行部１３１へ出力する。
【００５９】
補正係数探索部１３２へ入力されるエンベロープ値FB_ENVは、例えば、図３に示すコンステレーションの軌道に対応した値となる。具体的には、ＩＱインバランスがない場合、エンベロープ値FB_ENVは、真円である軌道ＯＲ１に対応した値となる。一方、ＩＱインバランスがある場合、エンベロープ値FB_ENVは、楕円である軌道ＯＲ２に対応した値となる。
【００６０】
そこで、（σ、φ）をパラメータとして振って、送信信号のエンベロープ値（以下、「送信エンベロープ」という）の変化をチェックし、その最大値が最小となる（σ、φ）を検出できれば、それがＩＱインバランスを補正する最適値と考えることができる。例として、ＩＱインバランスがない場合において、（σ、φ）を変化させることにより送信エンベロープの最大値がどのような値となるかを計算した結果の一例を図８に示す。
【００６１】
図８Ａは、φを−３から＋３まで（探索範囲の一例）振ったときの送信エンベロープの最大値とσとの関係をプロットしたグラフである。また、図８Ｂは、σを−０．５から＋０．５まで（探索範囲の一例）振ったときの送信エンベロープの最大値とφとの関係をプロットしたグラフである。図８Ａおよび図８Ｂのグラフから、φがどんな値であってもσが０のときが、またσがどんな値であってもφが０のときが、送信エンベロープの最大値は最小となることがわかる。すなわち、ＩＱインバランスがない場合、（σ、φ）＝（０、０）が最適値であるといえる。ＩＱインバランスがあっても、σ、φを独立にスイープさせることで、最適値を検索することが可能である。
【００６２】
このようなことから、補正係数探索部１３２を、以下に説明する動作例１〜３のいずれかに従って動作させることで、補正係数σ、φについて最適値を検索することが可能となる。
【００６３】
＜補正係数探索部１３２の動作例１＞
以下、補正係数探索部１３２の動作の一例（動作例１）について、図９のフロー図を用いて説明する。
【００６４】
ステップＳ１１の前に、補正係数探索部１３２は、予め定められたσの探索範囲のうちの所定のσを設定値（初期値）として定める。
【００６５】
ステップＳ１１において、補正係数探索部１３２は、送信エンベロープFB_ENVの最大値ＭＡＸを検出する。ここでいう探索範囲は、例えば、上述した「−０．５〜＋０．５」の範囲である。また、ここでいう最大値ＭＡＸは、例えば、図４Ａ、図５Ａに示すＭＡＸである。
【００６６】
ステップＳ１２において、補正係数探索部１３２は、今回検出した最大値ＭＡＸが過去の送信エンベロープFB_ENVの最大値ＭＡＸよりも小さいか否かを判定する。判定の結果、今回検出した最大値ＭＡＸが過去の送信エンベロープFB_ENVの最大値ＭＡＸよりも小さくない場合（ステップＳ１２：ＮＯ）、フローはステップＳ１４へ進む。一方、判定の結果、今回検出した最大値ＭＡＸが過去の送信エンベロープFB_ENVの最大値ＭＡＸよりも小さい場合（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、フローはステップＳ１３へ進む。
【００６７】
ステップＳ１３において、補正係数探索部１３２は、今回検出した送信エンベロープFB_ENVの最大値ＭＡＸと、現在の設定値σとを保持する。
【００６８】
ステップＳ１４において、補正係数探索部１３２は、σの探索範囲が終了したか否かを判断する。判断の結果、σの探索範囲が終了した場合（ステップＳ１４：ＹＥＳ）、フローはステップＳ１７へ進む。一方、判断の結果、σの探索範囲が終了していない（ステップＳ１４：ＮＯ）、フローはステップＳ１５へ進む。
【００６９】
ステップＳ１５において、補正係数探索部１３２は、現在の設定値σを、探索範囲内で別の値に更新する。
【００７０】
ステップＳ１６において、補正係数探索部１３２は、更新したσがフィードバックのエンベロープに反映される時間の間、待機する。その後、フローは、ステップＳ１１へ戻る。
【００７１】
ステップＳ１７において、補正係数探索部１３２は、保持したσを最適値として、例えば補正演算実行部１３１へ出力する。
【００７２】
ステップＳ１７の後、φの最適値の探索としてステップＳ１８〜Ｓ２４が行われる。
【００７３】
上述したσの最適値の探索と同様、ステップＳ１８の前に、補正係数探索部１３２は、予め定められたφの探索範囲のうちの所定のφを設定値（初期値）として定める。
【００７４】
ステップＳ１８において、補正係数探索部１３２は、送信エンベロープFB_ENVの最大値ＭＡＸを検出する。ここでいう探索範囲は、例えば、上述した「−０．５〜＋０．５」の範囲である。また、ここでいう最大値ＭＡＸは、例えば、図４Ａ、図５Ａに示すＭＡＸである。
【００７５】
ステップＳ１９において、補正係数探索部１３２は、今回検出した最大値ＭＡＸが過去の送信エンベロープFB_ENVの最大値ＭＡＸよりも小さいか否かを判定する。判定の結果、今回検出した最大値ＭＡＸが過去の送信エンベロープFB_ENVの最大値ＭＡＸよりも小さくない場合（ステップＳ１９：ＮＯ）、フローはステップＳ２１へ進む。一方、判定の結果、今回検出した最大値ＭＡＸが過去の送信エンベロープFB_ENVの最大値ＭＡＸよりも小さい場合（ステップＳ１９：ＹＥＳ）、フローはステップＳ２０へ進む。
【００７６】
ステップＳ２０において、補正係数探索部１３２は、今回検出した送信エンベロープFB_ENVの最大値ＭＡＸと、現在の設定値φとを保持する。
【００７７】
ステップＳ２１において、補正係数探索部１３２は、φの探索範囲が終了したか否かを判断する。判断の結果、φの探索範囲が終了した場合（ステップＳ２１：ＹＥＳ）、フローはステップＳ２４へ進む。一方、判断の結果、φの探索範囲が終了していない（ステップＳ２１：ＮＯ）、フローはステップＳ２２へ進む。
【００７８】
ステップＳ２２において、補正係数探索部１３２は、現在の設定値φを、探索範囲内で別の値に更新する。
【００７９】
ステップＳ２３において、補正係数探索部１３２は、更新したφがフィードバックのエンベロープに反映される時間の間、待機する。その後、フローは、ステップＳ１８へ戻る。
【００８０】
ステップＳ２４において、補正係数探索部１３２は、保持したφを最適値として、例えば補正演算実行部１３１へ出力する。
【００８１】
以上説明した動作例１により、補正係数探索部１３２は、最適な補正係数σ、φを探索することができる。
【００８２】
＜補正係数探索部１３２の動作例２＞
動作例１では、スイープ操作により、送信エンベロープの最大値が最小になる補正係数（σ、φ）を探索したが、本動作例では、送信エンベロープの最小値が最大となる補正係数（σ、φ）を探索する。これにより、本動作例でも、動作例１と同様の効果を得ることができる。
【００８３】
以下、補正係数探索部１３２の動作の一例（動作例２）について、図１０のフロー図を用いて説明する。
【００８４】
ステップＳ３１の前に、補正係数探索部１３２は、予め定められたσの探索範囲のうちの所定のσを設定値（初期値）として定める。
【００８５】
ステップＳ３１において、補正係数探索部１３２は、送信エンベロープFB_ENVの最小値ＭＩＮを検出する。ここでいう探索範囲は、例えば、上述した「−０．５〜＋０．５」の範囲である。また、ここでいう最小値ＭＩＮは、例えば、図４Ａ、図５Ａに示すＭＩＮである。
【００８６】
ステップＳ３２において、補正係数探索部１３２は、今回検出した最小値ＭＩＮが過去の送信エンベロープFB_ENVの最小値ＭＩＮよりも大きいか否かを判定する。判定の結果、今回検出した最小値ＭＩＮが過去の送信エンベロープFB_ENVの最小値ＭＩＮよりも大きくない場合（ステップＳ３２：ＮＯ）、フローはステップＳ３４へ進む。一方、判定の結果、今回検出した最小値ＭＩＮが過去の送信エンベロープFB_ENVの最小値ＭＩＮよりも大きい場合（ステップＳ３２：ＹＥＳ）、フローはステップＳ３３へ進む。
【００８７】
ステップＳ３３において、補正係数探索部１３２は、今回検出した送信エンベロープFB_ENVの最小値ＭＩＮと、現在の設定値σとを保持する。
【００８８】
ステップＳ３４〜Ｓ３７は、図９のステップＳ１４〜Ｓ１７と同じであるので、ここでの説明は省略する。また、ステップＳ３７（初期値φの設定を含む）の後、φの最適値の探索としてステップＳ３８〜Ｓ４４が行われるが、そのフローはステップＳ３１〜Ｓ３７におけるσの最適値の探索と同じであるので、ここでの説明は省略する。
【００８９】
＜補正係数探索部１３２の動作例３＞
動作例２では、スイープ操作により、送信エンベロープの最小値が最大となる補正係数（σ、φ）を探索したが、本動作例では、送信エンベロープの｜最大値−最小値｜が最小となる補正係数（σ、φ）を探索する。これにより、本動作例でも、動作例２と同様の効果を得ることができる。
【００９０】
以下、補正係数探索部１３２の動作の一例（動作例３）について、図１１のフロー図を用いて説明する。
【００９１】
ステップＳ５１の前に、補正係数探索部１３２は、予め定められたσの探索範囲のうちの所定のσを設定値（初期値）として定める。
【００９２】
ステップＳ５１において、補正係数探索部１３２は、送信エンベロープFB_ENVの最大値ＭＡＸと最小値ＭＩＮの差の絶対値｜ＭＡＸ−ＭＩＮ｜を検出する。ここでいう探索範囲は、例えば、上述した「−０．５〜＋０．５」の範囲である。また、ここでいう絶対値｜ＭＡＸ−ＭＩＮ｜は、例えば、図４Ａ、図５Ａに示すＭＡＸとＭＩＮの差の絶対値である。
【００９３】
ステップＳ５２において、補正係数探索部１３２は、今回検出した絶対値｜ＭＡＸ−ＭＩＮ｜が過去の送信エンベロープFB_ENVの絶対値｜ＭＡＸ−ＭＩＮ｜よりも小さいか否かを判定する。判定の結果、今回検出した絶対値｜ＭＡＸ−ＭＩＮ｜が過去の送信エンベロープFB_ENVの絶対値｜ＭＡＸ−ＭＩＮ｜よりも小さくない場合（ステップＳ５２：ＮＯ）、フローはステップＳ５４へ進む。一方、判定の結果、今回検出した絶対値｜ＭＡＸ−ＭＩＮ｜が過去の送信エンベロープFB_ENVの絶対値｜ＭＡＸ−ＭＩＮ｜よりも小さい場合（ステップＳ５２：ＹＥＳ）、フローはステップＳ５３へ進む。
【００９４】
ステップＳ５３において、補正係数探索部１３２は、今回検出した送信エンベロープFB_ENVの絶対値｜ＭＡＸ−ＭＩＮ｜と、現在の設定値σとを保持する。
【００９５】
ステップＳ５４〜Ｓ５７は、図９のステップＳ１４〜Ｓ１７と同じであるので、ここでの説明は省略する。また、ステップＳ５７（初期値φの設定を含む）の後、φの最適値の探索としてステップＳ５８〜Ｓ６４が行われるが、そのフローはステップＳ５１〜Ｓ５７におけるσの最適値の探索と同じであるので、ここでの説明は省略する。
【００９６】
＜補正係数探索部１３２の構成例＞
上述した補正係数探索部１３２は、温度、電源の変動に応じて補正係数σ、φを選択できるようにしてもよい。これを実現する構成例を以下に説明する。図１２は、補正係数探索部１３２の構成例を示すブロック図である。
【００９７】
図１２において、補正係数探索部１３２は、実行部１３２１、学習部１３２２、テーブル部１３２３、および選択部１３２４を有する。また、補正係数探索部１３２は、温度／電源変動検出部１３３と接続される。
【００９８】
温度／電源変動検出部１３３は、送信装置１００の温度の状態および送信装置１００の電源の状態を検出し、それを補正係数探索部１３２へ出力する。
【００９９】
実行部１３２１は、動作例１〜３のいずれかのフローを実行する。
【０１００】
学習部１３２２は、実行部１３２１から入力した補正係数と、温度／電源変動検出部１３３から入力した温度および電源の状態とを紐づけて、テーブル部１３２３に書き込む。
【０１０１】
テーブル部１３２３は、学習部１３２２から温度および電源の状態に対応した補正係数を入力し、格納する。この格納により、温度および電源の状態に応じた補正係数が学習される。
【０１０２】
選択部１３２４は、補正係数の学習中、実行部１３２１から入力した補正係数を選択し、補正演算実行部１３１へ出力する。その一方で、補正係数の学習が終了した場合、選択部１３２４は、温度／電源変動検出部１３３から入力した温度および電源の状態に対応する補正係数をテーブル部１３２３から選択し、補正演算実行部１３１へ出力する。
【０１０３】
以上の構成によれば、現在の温度および電源の状態に対し、最適なＩＱインバランスの補正を行うことができる。なお、テーブル部１３２３に格納された補正係数に対し、補間処理を行うことで、さらに微調整を行うことも可能である。
【０１０４】
＜補正係数探索部１３２の動作タイミング＞
上述した補正係数探索部１３２が上述した動作フローを実行するタイミングについて説明する。
【０１０５】
一般的な通信規格では、送信信号のヘッダ部分には既知パターンが埋め込まれている。図１３は、送信装置１００が用いる通信規格（ＩＥＥＥ．８０２．１１ａｈ）のデータフォーマットの構成例を示す図である。図１３において、先頭部分には、ＳＴＦ（Short Training Field）、ＬＴＦ（Long Training Field）と呼ばれるトレーニング領域が設けられている。
【０１０６】
ＳＴＦは、エンベロープがほぼ一定で、送信パワー制御等に用いることができる領域である。ＬＴＦは、エンベロープの大きな変動が存在し、受信系のＡＧＣ（Automatic Gain Control）等に用いられる領域である。
【０１０７】
補正係数探索部１３２が、エンベロープがほぼ一定であるＳＴＦにおいて上述したいずれかの動作フローを実行することにより、通信の初期状態でＩＱインバランスの補正（送信インバランス補正）を行うことができる。その結果、通信処理を高品位で実現することができる。
【０１０８】
以上、本実施の形態について説明したが、上記実施の形態は一例であり、種々の変形が可能である。
【０１０９】
以上、本開示の送信装置は、同相信号と直交信号からなる複素信号に対して直交変調を行うことで変調信号を生成し、増幅後に送信するとともに、増幅後の変調信号に対して直交復調を行うことでフィードバック信号を生成し、所定の補正に用いる送信装置であって、前記増幅後の変調信号のエンベロープの変動量を検出するエンベロープ検出部と、前記エンベロープの変動量が最も少なくなる補正係数を探索し、探索した補正係数を用いて前記直交変調時に発生する前記同相信号と前記直交信号との間のインバランスを補正する第１補正部と、を有する。
【０１１０】
また、本開示の送信装置において、前記第１補正部は、前記エンベロープの変動量の最大値が最小となる補正係数を探索する。
【０１１１】
また、本開示の送信装置において、前記第１補正部は、前記エンベロープの変動量の最小値が最大となる補正係数を探索する。
【０１１２】
また、本開示の送信装置において、前記第１補正部は、前記エンベロープの変動量の最大値と最小値の差の絶対値が最小となる補正係数を探索する。
【０１１３】
また、本開示の送信装置において、前記第１補正部は、探索した補正係数と温度および電源の状態との対応を予め学習し、検出された温度および電源の状態に基づいて、前記補正係数を選択する。
【０１１４】
また、本開示の送信装置において、前記第１補正部は、送信エンベロープが一定となるトレーニング信号を用いて、前記補正係数を用いた補正を行う。
【０１１５】
また、本開示の送信装置において、前記フィードバック信号に基づいて、前記直交復調時に発生するインバランスを補正する第２補正部と、前記第２補正部からの出力と、前記直交変調前の複素信号とに基づいて、前記増幅時に発生する歪みを補正する歪み補償部と、をさらに有する。
【産業上の利用可能性】
【０１１６】
本発明は、同相信号および直交信号からなる複素信号のインバランスを補正する技術（例えば、装置、システム、方法、プログラムなど）に有用である。
【符号の説明】
【０１１７】
１  ＤＳＰ
２  ＤＡＣ
３  直交変調部
４  局部発振器
５  電力増幅器
６  直交復調部
７  エンベロープ検出部
８  切替部
９  ＡＤＣ
１１  歪み補償部
１２  受信ＩＱインバランス補正部
１３  送信ＩＱインバランス補正部
１４、２１  ９０°移相器
１５  検波部
２２  ミキサ
７１  検波器
７２  ＬＰＦ
１００  送信装置
１３１  補正演算実行部
１３２  補正係数探索部
１３３  温度／電源変動検出部
１３２１  実行部
１３２２  学習部
１３２３  テーブル部
１３２４  選択部
【図１】
2015032841.tif 000005
【図２】
2015032841.tif 000006
【図３】
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【図４】
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【図５】
2015032841.tif 000009
【図６】
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【図７】
2015032841.tif 000011
【図８】
2015032841.tif 000012
【図９】
2015032841.tif 000013
【図１０】
2015032841.tif 000014
【図１１】
2015032841.tif 000015
【図１２】
2015032841.tif 000016
【図１３】
2015032841.tif 000017