(57)【要約】【課題】バースト内でＤＣオフセットを高精度で検出・除去することができ、かつ比較的処理量の少ないＤＣオフセット除去装置及びＤＣオフセット除去方法を提供すること。【解決手段】ＤＣオフセット補償処理部１０１は、受信信号の最大値推定値ＭＡＸを計算する最大値探索部１０４、受信信号の最小値推定値ＭＩＮを計算する最小値探索部１０５、受信信号の平均値ＡＶＥを計算する平均値演算部１０６、計算された最大推定値ＭＡＸ・最小推定値ＭＩＮと平均値ＡＶＥからＤＣオフセット値を計算するＤＣオフセット検出部１０７、及び計算されたＤＣオフセット値を受信信号から除去するＤＣオフセット除去部１０８を備え、｜ＡＶＥ−（ＭＡＸ＋ＭＩＮ）／２｜≧Ｋの場合、ＡＶＥ＋｛（ＭＡＸ＋ＭＩＮ）／２−ＡＶＥ｝×ＷをＤＣオフセット値とし、｜ＡＶＥ−（ＭＡＸ＋ＭＩＮ）／２｜＜Ｋの場合、ＡＶＥをＤＣオフセット値とする。【選択図】図２
2008005357.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディジタルベースバンド信号に変換された受信信号の最大値推定値と最小値推定値を計算する最大値・最小値探索手段と、
前記最大値・最小値探索手段により計算された最大推定値及び最小推定値から、（前記最大値推定値＋前記最小値推定値）／２をＤＣオフセット値とするＤＣオフセット検出手段と、
前記ＤＣオフセット検出手段により計算されたＤＣオフセット値を、前記受信信号から除去するＤＣオフセット除去手段と
を備えることを特徴とするＤＣオフセット除去装置。
【請求項２】
ディジタルベースバンド信号に変換された受信信号の最大値推定値と最小値推定値を計算する最大値・最小値探索手段と、
前記受信信号の平均値を計算する平均値演算手段と、
前記最大値・最小値探索手段により計算された最大推定値・最小推定値と前記平均値演算手段により計算された平均値からＤＣオフセット値を計算するＤＣオフセット検出手段と、
前記ＤＣオフセット検出手段により計算されたＤＣオフセット値を、前記受信信号から除去するＤＣオフセット除去手段とを備え、
前記ＤＣオフセット検出手段は、
前記平均値と（前記最大値推定値＋前記最小値推定値）／２との差の絶対値が第１定数（第１定数は０以上の整数）以上の場合、前記平均値に（（前記最大値推定値＋前記最小値推定値）／２−前記平均値）×第２定数（第２定数は０より大きく１以下の実数）を加算したものをＤＣオフセット値とし、
前記平均値と（前記最大値推定値＋前記最小値推定値）／２との差の絶対値が前記第１定数より小さい場合、前記平均値をＤＣオフセット値とすることを特徴とするＤＣオフセット除去装置。
【請求項３】
前記最大値・最小値探索手段は、ＤＣオフセット処理に使用されるサンプル数を変調方式に依存する変調シンボル点数で除した値以上の最小の整数をＳ（Ｓは１以上の整数）とした場合、１番目〜Ｓ番目までの最大値・最小値を平均したものを最大値推定値・最小値推定値とすることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のＤＣオフセット除去装置。
【請求項４】
前記最大値・最小値探索手段は、受信前に既に基地局から知らされている既知コード又はトレーニングシーケンスコードを用いて、最大値・最小値をとりうる変調シンボル点に位置する全サンプルを平均したものを最大値推定値・最小値推定値とすることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のＤＣオフセット除去装置。
【請求項５】
前記最大値・最小値探索手段は、ＤＣオフセット処理に使用されるサンプル数を変調方式に依存する変調シンボル点数で除した値以上の最小の整数をＳ（Ｓは１以上の整数）とした場合、１番目〜Ｓ番目までの最大値・最小値のうち、所定閾値以上・以下の最大値・最小値を平均化処理から除外して平均をとり、それを最大値推定値・最小値推定値とすることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のＤＣオフセット除去装置。
【請求項６】
前記ＤＣオフセット検出手段は、前の受信信号の受信品質を用いて前記第１定数を切り替えることを特徴とする請求項２に記載のＤＣオフセット除去装置。
【請求項７】
ディジタルベースバンド信号に変換された受信信号の最大値推定値と最小値推定値を計算するステップと、
計算された最大推定値及び最小推定値から、（前記最大値推定値＋前記最小値推定値）／２をＤＣオフセット値とするＤＣオフセット検出ステップと、
計算されたＤＣオフセット値を、前記受信信号から除去するステップと
を有することを特徴とするＤＣオフセット除去方法。
【請求項８】
ディジタルベースバンド信号に変換された受信信号の最大値推定値と最小値推定値を計算するステップと、
前記受信信号の平均値を計算するステップと、
計算された前記最大推定値・最小推定値と前記平均値からＤＣオフセット値を計算するＤＣオフセット検出ステップと、
計算されたＤＣオフセット値を、前記受信信号から除去するステップと
を有することを特徴とするＤＣオフセット除去方法。
【請求項９】
前記ＤＣオフセット検出ステップでは、
前記平均値と（前記最大値推定値＋前記最小値推定値）／２との差の絶対値が第１定数（第１定数は０以上の整数）以上の場合、前記平均値に（（前記最大値推定値＋前記最小値推定値）／２−前記平均値）×第２定数（第２定数は０より大きく１以下の実数）を加算したものをＤＣオフセット値とし、
前記平均値と（前記最大値推定値＋前記最小値推定値）／２との差の絶対値が前記第１定数より小さい場合、前記平均値をＤＣオフセット値とすることを特徴とする請求項８記載のＤＣオフセット除去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信における受信機が有するＤＣオフセット除去装置及びＤＣオフセット除去方法に関し、主としてディジタル移動体通信の受信機に用いられるＤＣオフセット除去装置及びＤＣオフセット除去方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディジタル移動体通信の受信機では、無線回線で起こり得るマルチパスフェージングの影響により、伝搬時間の異なる複数経路の電波が同時に受信される。このため受信信号に遅延歪みが生じてビット誤り率特性が劣化する。前記遅延歪みはシンボルレイトが高速な程大きくなるため、今後の高速ディジタル移動体通信機器においては前記遅延歪みの影響を無視することはできなくなり、前記遅延歪みの除去が不可欠となってきている。
【０００３】
等化器は前記遅延歪みを補正する代表的な手段である。無線通信では従来から高速伝送を行う受信機に搭載されており、更に近年ではヨーロッパのディジタル携帯電話規格であるＧＳＭ（Global System for Mobile Communications）の携帯電話等にも搭載されるようになってきた。また、前記等化器の前処理として、無線ＲＦ部で主に発生し得るＤＣオフセット成分を受信信号の平均値で推定し除去することにより、等化精度改善を行いビット誤り率特性向上を図る受信機も多くなってきた。
【０００４】
図１０は、従来のＤＣオフセット除去装置を有する受信機の構成を示すブロック図、図１１は、そのＤＣオフセット補償処理部の構成を示す図である。図１０及び図１１において、ＤＣオフセット除去装置を有する受信機１０は、ＤＣオフセット補償処理部１１、等化処理部１２、及び復号処理部１３から構成され、ＤＣオフセット補償処理部１１は、平均値演算部１４及びＤＣオフセット除去部１５を備えて構成される。ＤＣオフセット補償処理部１１は、平均値演算部１４によりＤＣオフセット成分を受信信号の平均値で推定し、ＤＣオフセット除去部１５により除去する。
【０００５】
以上の構成において、ＤＣオフセット補償処理部１１には、ディジタルベースバンド信号に変換された受信信号が入力され、ＤＣオフセット補償処理を行う。等化処理部１２は、ＤＣオフセット補償処理を施されたＤＣオフセット補償済み受信信号を等化する。復号処理部１３は、等化処理部１２で等化された受信信号を復号する。ＤＣオフセット補償処理部１１は、詳細には、平均値演算部１４により受信信号の平均値を計算し、ＤＣオフセット除去部１５が平均値演算部１４により計算された平均値を、ＤＣオフセット値として前記受信信号から除去するＤＣオフセット補償処理を行う。
【０００６】
近年、無線ＲＦ部の回路規模削減（コスト削減）を目的に、受信周波数を中間周波数へ変換するヘテロダイン受信方式ではなく、ダイレクトコンバージョン受信方式が採用されつつある。しかし、ダイレクトコンバージョン受信方式化に伴い、ＧＳＭ等で用いられる狭帯域のディジタル変調方式においては、受信信号周波数と局部発信周波数が等しいことに起因して受信機検波出力（ベースバンド受信信号）にＤＣオフセット成分が残留し、かつ特にＧＳＭの第３世代版であり高速ビットレイト通信可能なＥＤＧＥ方式では、ＧＳＭと比較してシンボル間距離が短いため残留ＤＣオフセットに敏感であることにより、受信信号の平均値推定では除去することが困難でありビット誤り率特性を劣化させることが考えられる。
【０００７】
ＤＣオフセットを除去するために、従来のＤＣオフセット除去アルゴリズムでは、ディジタルベースバンド信号をＩＱダイアグラム上にマッピングし、信号値の部分集合を用いた幾何学図形の二次元フィッティングにより中心点のＩおよびＱ座標を決定する。前記中心点の変化により動的ＤＣオフセットの変化を捕えることが可能となる（例えば、特許文献１参照）。しかし、ディジタルベースバンド信号の任意の連続部分集合に対して中心点を決定する演算を実施することは処理量増大を伴う。
【特許文献１】特開２０００−２７８３３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、このような従来のＤＣオフセット除去装置にあっては、ディジタルベースバンド信号の任意の連続部分集合に対して中心点を決定する演算を実施することは処理量の増大を伴う。この処理量を確保しないと、バースト内でＤＣオフセットを高精度で検出・除去することができない。
【０００９】
すなわち、近年、無線ＲＦ部の回路規模削減を目的にダイレクトコンバージョン方式が採用されつつあるが、従来のヘテロダイン方式と比較し残留ＤＣオフセット成分が増大し、かつ、受信特性要求が高くなる中で、残留ＤＣオフセット成分は受信特性劣化要因の一つであり、従来の平均値推定では残留ＤＣオフセット成分の高精度な除去が困難であるという問題がある。
【００１０】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、バースト内でＤＣオフセットを高精度で検出・除去することができ、かつ比較的処理量の少ないＤＣオフセット除去装置及びＤＣオフセット除去方法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ＤＣオフセット除去装置は、ディジタルベースバンド信号に変換された受信信号の最大値推定値と最小値推定値を計算する最大値・最小値探索手段と、前記最大値・最小値探索手段により計算された最大推定値及び最小推定値から、（前記最大値推定値＋前記最小値推定値）／２をＤＣオフセット値とするＤＣオフセット検出手段と、前記ＤＣオフセット検出手段により計算されたＤＣオフセット値を、前記受信信号から除去するＤＣオフセット除去手段とを備える構成を採る。
【００１２】
本発明のＤＣオフセット除去装置は、ディジタルベースバンド信号に変換された受信信号の最大値推定値と最小値推定値を計算する最大値・最小値探索手段と、前記受信信号の平均値を計算する平均値演算手段と、前記最大値・最小値探索手段により計算された最大推定値・最小推定値と前記平均値演算手段により計算された平均値からＤＣオフセット値を計算するＤＣオフセット検出手段と、前記ＤＣオフセット検出手段により計算されたＤＣオフセット値を、前記受信信号から除去するＤＣオフセット除去手段とを備え、前記ＤＣオフセット検出手段は、前記平均値と（前記最大値推定値＋前記最小値推定値）／２との差の絶対値が第１定数（第１定数は０以上の整数）以上の場合、前記平均値に（（前記最大値推定値＋前記最小値推定値）／２−前記平均値）×第２定数（第２定数は０より大きく１以下の実数）を加算したものをＤＣオフセット値とし、前記平均値と（前記最大値推定値＋前記最小値推定値）／２との差の絶対値が前記第１定数より小さい場合、前記平均値をＤＣオフセット値とする構成を採る。
【００１３】
本発明のＤＣオフセット除去方法は、ディジタルベースバンド信号に変換された受信信号の最大値推定値と最小値推定値を計算するステップと、計算された最大推定値及び最小推定値から、（前記最大値推定値＋前記最小値推定値）／２をＤＣオフセット値とするＤＣオフセット検出ステップと、計算されたＤＣオフセット値を、前記受信信号から除去するステップとを有する。
【００１４】
本発明のＤＣオフセット除去方法は、ディジタルベースバンド信号に変換された受信信号の最大値推定値と最小値推定値を計算するステップと、前記受信信号の平均値を計算するステップと、計算された前記最大推定値・最小推定値と前記平均値からＤＣオフセット値を計算するＤＣオフセット検出ステップと、計算されたＤＣオフセット値を、前記受信信号から除去するステップとを有する。
【００１５】
より好ましい具体的な態様として、前記ＤＣオフセット検出ステップでは、前記平均値と（前記最大値推定値＋前記最小値推定値）／２との差の絶対値が第１定数（第１定数は０以上の整数）以上の場合、前記平均値に（（前記最大値推定値＋前記最小値推定値）／２−前記平均値）×第２定数（第２定数は０より大きく１以下の実数）を加算したものをＤＣオフセット値とし、前記平均値と（前記最大値推定値＋前記最小値推定値）／２との差の絶対値が前記第１定数より小さい場合、前記平均値をＤＣオフセット値とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ノイズが多い状況や特殊ケースのようなデータ偏りがある受信信号に対しても、高精度にＤＣオフセット値を推定することができ、それによりＤＣオフセットを除去した受信信号に対して等化処理を行いビット誤り率特性を向上させる受信機を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１８】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係るＤＣオフセット除去装置を有する受信機の構成を示すブロック図である。本実施の形態は、ＧＳＭ方式のディジタル移動体通信の受信機に適用した例である。
【００１９】
図１において、ＤＣオフセット除去装置を有する受信機１００は、ディジタルベースバンド信号に変換された受信信号Ｉ，Ｑを入力とし、受信信号Ｉ，ＱからＤＣオフセットを除去するＤＣオフセット補償処理部１０１と、ＤＣオフセット補償処理を施されたＤＣオフセット補償済み受信信号を等化する等化処理部１０２と、等化処理部１０２で等化された受信信号を復号する復号処理部１０３とを備えて構成される。
【００２０】
図２は、上記ＤＣオフセット補償処理部１０１の構成を示す図である。Ｉ相（同相成分：In Phase）・Ｑ相（直交成分：Quadrature Phase）成分とも同様の処理を独立に行うためＩ相成分に対する処理を代表して説明する。
【００２１】
図２において、ＤＣオフセット補償処理部１０１は、最大値探索部１０４、最小値探索部１０５、平均値演算部１０６、ＤＣオフセット検出部１０７、及びＤＣオフセット除去部１０８を備えて構成される。なお、受信信号Ｑに関しても図２と同様の構成をとる。
【００２２】
最大値探索部１０４は、受信信号（ここでは受信信号Ｉであるが、受信信号Ｑについても同様）の最大値推定値を計算し、最小値探索部１０５は、受信信号の最小値推定値を計算する。また、平均値演算部１０６は、受信信号の平均値を計算する。
【００２３】
ＤＣオフセット検出部１０７は、最大値探索部１０４及び最小値探索部１０５により計算された最大値・最小値と平均値演算部１０６により計算された平均値からＤＣオフセット値を計算する。
【００２４】
ＤＣオフセット除去部１０８は、ＤＣオフセット検出部１０７により計算されたＤＣオフセット値を受信信号から除去する減算器である。
【００２５】
図３は、上記ＤＣオフセット検出部１０７の構成を示す図である。
【００２６】
図３において、ＤＣオフセット検出部１０７は、最大値と最小値の平均値と平均値演算部１０６から出力された平均値の差を計算するデータ偏り検出部１１１と、平均値の差の絶対値をとった値と第１定数を比較して、第１定数の方が大きい場合はＤＣオフセット補正値を０として、そうでない場合は前記平均値の差に第２定数を乗じた値をＤＣオフセット補正値として出力するＤＣオフセット補正値計算部１１２と、ＤＣオフセット補正値と平均値演算部１０６から出力された平均値を加算してデータ偏りを排除したＤＣオフセットを計算するＤＣオフセット補正部１１３とを備えて構成される。ＤＣオフセット検出動作の詳細については後述する。
【００２７】
図４は、上記最大値探索部１０４の構成を示す図、図５は、上記最小値探索部１０５の構成を示す図である。最大値探索部１０４と最小値探索部１０５は、同一手法により探索するため、同一の構成を採る。
【００２８】
図４において、最大値探索部１０４は、受信信号とその時点までのＳ個の最大値候補を入力として、Ｓ個の最大値候補と受信信号を比較して、ある最大値候補より受信信号が大きければＳ個の最大値候補の中の最小値を受信信号と入れ替えＳ個の最大値候補を出力し、いずれの最大値候補よりも受信信号が小さければＳ個の最大値候補をそのまま出力する最大値候補選出部１２１と、受信信号のサンプル毎に候補値を更新して格納する最大値候補格納部１２２と、全受信信号サンプルを読み込んだ後に最大値候補選出部１２１から出力されるＳ個の最大値候補を入力とし、その平均値を計算し最大値推定値として出力する最大値推定部１２３とを備えて構成される。
【００２９】
また、図５において、最小値探索部１０５は、受信信号とその時点までのＳ個の最小値候補を入力として、Ｓ個の最小値候補と受信信号を比較して、ある最小値候補より受信信号が小さければＳ個の最小値候補の中の最大値を受信信号と入れ替えＳ個の最小値候補を出力し、いずれの最小値候補よりも受信信号が大きければＳ個の最小値候補をそのまま出力する最小値候補選出部１３１と、受信信号のサンプル毎に候補値を更新して格納する最小値候補格納部１３２と、全受信信号サンプルを読み込んだ後に最小値候補選出部１３１から出力されるＳ個の最小値候補を入力とし、その平均値を計算し最小値推定値として出力する最小値推定部１３３とを備えて構成される。
【００３０】
以下、上述のように構成されたＤＣオフセット除去装置を有する受信機１００のＤＣオフセット除去動作を説明する。
【００３１】
本ＤＣオフセット除去装置を有する受信機１００は、ディジタルベースバンド信号に変換された受信信号を入力とする。この受信信号のサンプリング周期をＴｓ、バースト期間をＴｂ、バースト期間に存在しうるサンプル数をＮ（＝Ｔｂ／Ｔｓ）とする。この受信信号は、Ｉ相・Ｑ相成分に直交変調されている。Ｉ相・Ｑ相成分とも同様の処理を独立に行うためＩ相成分に対する処理のみ記載する。
【００３２】
図２において、最大値探索部１０４及び最小値探索部１０５は、受信信号の最大値推定値・最小値推定値をそれぞれ計算する。平均値演算部１０６は、受信信号の平均値を計算する。
【００３３】
ＤＣオフセット検出部１０７では、最大値探索部１０４及び最小値探索部１０５により計算された最大値推定値ＭＡＸ・最小値推定値ＭＩＮと、平均値演算部１０６により計算された平均値ＡＶＥ、前もって決定された第１定数Ｋ（Ｋは、０以上の整数）、及び第２定数Ｗ（Ｗは、０＜Ｗ≦１の実数）を元に、次式（１）に従ってＤＣオフセット値を計算する。
【００３４】
｜ＡＶＥ−（ＭＡＸ＋ＭＩＮ）／２｜≧Ｋならば、
ＤＣオフセット値＝ＡＶＥ＋｛（ＭＡＸ＋ＭＩＮ）／２−ＡＶＥ｝×Ｗ  …（１）
上記でなければ、
ＤＣオフセット値＝ＡＶＥ
上記第１定数Ｋは、ＭＡＸ、ＭＩＮの信頼度（真の最大値・最小値とＭＡＸ・ＭＩＮの見積誤差）から決定される定数である。また、上記第２定数Ｗは、ＡＶＥの信頼度とＭＡＸ、ＭＩＮ信頼度から決定される定数であり、１の場合ＭＡＸ、ＭＩＮ信頼度がＡＶＥの信頼度に比べて最大級に高いことを示す重み定数である。
【００３５】
最大値推定値ＭＡＸ（最小値推定値ＭＩＮ）は、ＩＱ平面上の変調シンボル点数Ｓとして、ＣＥＩＬＩＮＧ（Ｎ／Ｓ）番目までの最大値（最小値）を走査し、そのＮ／Ｓ個の最大値の平均値（最小値の平均値）を計算することで求められる。
【００３６】
Ｉ相成分・Ｑ相成分の最大値・最小値をとるシンボル点は変調方式によって決定できることを利用して、そのシンボル点を含むサンプル数以上かつできる限りそのシンボル点をとれるサンプル数以下を満たすＣＥＩＬＩＮＧ（Ｎ／Ｓ）個の最大値集合と最小値集合のそれぞれの平均値をとることにより、ノイズの多い状況下でも最大値推定・最小値推定の誤差を少なくすることができる。
【００３７】
ところで、平均値をＤＣオフセット値と見なす従来手法では、受信信号の平均値が十分長い区間のサンプルが存在すればＤＣオフセット成分が存在しない場合には０になるという前提を用いている。しかし、リアルタイム性を要求される処理では、十分長い区間のサンプルをとることができないため、ＤＣオフセット成分が存在しない場合でも０にならない場合（以降、特殊ケースと呼ぶ）がある。本実施の形態では、この特殊ケースに対処するために、上記式（１）に示すように、最大値と最小値が出現するだけの区間のサンプルから最大値と最小値を走査し、ＤＣオフセット成分が存在しない場合に、平均値−（最大値＋最小値）／２＝０となることを前提にし、特殊ケースの検出と補正を行う。
【００３８】
このＤＣオフセット補正値計算手法により、受信信号のデータ偏りによりＤＣオフセット成分がない場合でも平均値が０にならない特殊ケースでも、特殊ケースを検出しＤＣオフセット成分を高精度に推定できる回路が、比較的小規模で実現できる。
【００３９】
また、図４及び図５に示すように、最大値探索部１０４及び最小値探索部１０５の最大値候補選出部１２１（もしくは最小値候補選出部１３１）は、受信信号とその時点までのＳ個の最大値候補（もしくはＳ個の最小値候補）を入力として、Ｓ個の最大値候補（もしくはＳ個の最小値候補）と受信信号を比較して、ある最大値候補（もしくは最小値候補）より前記受信信号が大きければ（もしくは小さければ）Ｓ個の最大値候補の中の最小値（もしくはＳ個の最小値候補の中の最大値）を受信信号と入れ替えＳ個の最大値候補（Ｓ個の最小値候補）を出力し、いずれの最大値候補（もしくは最小値候補）よりも受信信号が小さければ（もしくは大きければ）Ｓ個の最大値候補（もしくはＳ個の最小値候補）をそのまま出力する。最大値候補格納部１２２（もしくは最小値候補格納部１３２）では、受信信号のサンプル毎に候補値を更新して格納する。
【００４０】
最大値推定部１２３（もしくは最小値推定部１３３）では、全受信信号サンプルを読み込んだ後に最大値候補選出部１２１（もしくは最小値候補選出部１３１）から出力されるＳ個の最大値候補（もしくはＳ個の最小値候補）を入力とし、その平均値を計算し最大値推定値（もしくは最小値推定値）として出力する。この構成により、最大値推定値・最小値推定値をノイズ・フェージングのない状態の最大値・最小値（以降、真の最大値・最小値と呼ぶ）に近づけることができる。
【００４１】
本実施の形態では、最大値・最小値を探索する際に、以下に述べる探索手法を採ることで、回路規模を増加させることなくより一層精度の高い最大値・最小値を得ている。
【００４２】
すなわち、最大値探索部１０４及び最小値探索部１０５は、ＤＣオフセット処理に使用されるサンプル数を変調方式に依存する変調シンボル点数で除した値以上の最小の整数をＳ（Ｓは１以上の整数）とした場合、１番目〜Ｓ番目までの最大値・最小値を平均したものを最大値推定値・最小値推定値とする。この場合、変調方式の特徴を利用して最大値・最小値をとりうるシンボル位置にくるサンプルを比較的多く、かつ、最大値・最小値をとりえないシンボル位置にくるサンプルを比較的少なくするように平均化個数を決定する。これにより最大値推定値・最小値推定値を、真の最大値・最小値に近づけることができる。
【００４３】
図６は、８ＰＳＫ変調のシンボル数における受信信号Ｉの最大値の探索を説明する図であり、図６（Ａ）は、ノイズがないノイズフリー環境下のシンボルを、図６（Ｂ）は、ノイズがあるノイズ環境下のシンボルを示す。図６では、Ｉ軸の最大値を例に説明しているが、その最小値も同様である。また、受信信号Ｑについても同様である。
【００４４】
８ＰＳＫ変調のシンボル数は、８であり、Ｉ軸上のシンボルが最大値シンボルである。ノイズフリー環境下では、図６（Ａ）破線が（Ｉ−最大値）となる。一方、ノイズ環境下では、図６（Ｂ）破線円に示すように、シンボルは白色ノイズの影響範囲にあり、真の最大値が得られるとは限らない。例えば、サンプルが少ないなどの理由から探索が不適であると、図６（Ｂ）破線ａ.を（Ｉ−最大値）とすることがある。本実施の形態によれば、図６（Ｂ）破線ｂ．を（Ｉ−最大値）に選択することができる。これは、図６（Ａ）のノイズがないノイズフリー環境下の最大値シンボルにほぼ相当する。本実施の形態では、図６（Ｂ）ｃ．の囲みに示すように、最大値シンボル出現確率は１／８、全処理のシンボル数は１５６シンボルの場合、最大値２０シンボル分の平均化を実施する。
【００４５】
図６のシンボルについて、上述した探索手法を適用する場合、８ＰＳＫ変調方式の特徴を利用して最大値・最小値をとりうるシンボル位置（例えば、図６（Ｂ）ｃ．のシンボル位置）にくるサンプルを比較的多く、かつ、最大値・最小値をとりえないシンボル位置にくるサンプルを比較的少なくするように平均化個数を決定する。
【００４６】
以上詳細に説明したように、本実施の形態によれば、ＤＣオフセット補償処理部１０１は、受信信号の最大値推定値ＭＡＸを計算する最大値探索部１０４、受信信号の最小値推定値ＭＩＮを計算する最小値探索部１０５、受信信号の平均値ＡＶＥを計算する平均値演算部１０６、計算された最大推定値ＭＡＸ・最小推定値ＭＩＮと平均値ＡＶＥからＤＣオフセット値を計算するＤＣオフセット検出部１０７、及び計算されたＤＣオフセット値を受信信号から除去するＤＣオフセット除去部１０８を備え、ＤＣオフセット検出部１０７は、｜ＡＶＥ−（ＭＡＸ＋ＭＩＮ）／２｜≧Ｋの場合、ＡＶＥ＋｛（ＭＡＸ＋ＭＩＮ）／２−ＡＶＥ｝×ＷをＤＣオフセット値とし、｜ＡＶＥ−（ＭＡＸ＋ＭＩＮ）／２｜＜Ｋの場合、ＡＶＥをＤＣオフセット値とするので、最大推定値ＭＡＸ・最小推定値ＭＩＮと平均値ＡＶＥの差という簡単な計算からＤＣオフセット値を検出することができ、比較的小規模な回路もしくは小処理量により高精度でＤＣオフセットの補償ができ、受信特性劣化を抑制することができる。特に、ダイレクトコンバージョン方式において、従来の平均値推定では残留ＤＣオフセット成分の高精度な除去が困難であったが、本実施の形態によれば、図６（Ｂ）に示すようにノイズが多い状況や特殊ケースのようなデータ偏りがある受信信号に対しても、高精度にＤＣオフセット値を推定することができる。
【００４７】
また、本実施の形態では、受信信号の平均値を計算する平均値演算部１０６を備え、ＤＣオフセット検出部１０７は、最大推定値ＭＡＸ・最小推定値ＭＩＮと平均値ＡＶＥからＤＣオフセット値を検出しているので、何らかの事情で有効な最大推定値ＭＡＸ・最小推定値ＭＩＮが得られない場合であっても、従来例と同様の平均値ＡＶＥ推定が確保されているため、ＤＣオフセット検出によるＤＣオフセット補償は常に実施される効果がある。
【００４８】
なお、最大推定値ＭＡＸ・最小推定値ＭＩＮのみからＤＣオフセット値を検出することも可能であり、より回路及び処理量を減らすことができる。この場合、受信品質が良好である場合に最大推定値ＭＡＸ・最小推定値ＭＩＮのみからＤＣオフセット値を検出し、受信品質が悪い場合には、最大推定値ＭＡＸ・最小推定値ＭＩＮと平均値ＡＶＥからＤＣオフセット値を検出する、などの処理を適応的に切り替えて実施する。あるいは、前回のＤＣオフセット値を保持しておき、有効な最大推定値ＭＡＸ・最小推定値ＭＩＮが得られない場合にはこの保持したＤＣオフセット値を用いるなどの方法を採り適当なＤＣオフセット値を確保することが好ましい。
【００４９】
（実施の形態２）
実施の形態２は、最大値・最小値探索部のＭＡＸ（ＭＩＮ）サンプル数決定例である。
【００５０】
図７は、本発明の実施の形態２に係るＤＣオフセット除去装置の最大値・最小値探索部の構成を示す図である。本実施の形態に係るＤＣオフセット除去装置の全体構成、及びＤＣオフセット検出部の構成は、図１及び図２と同様であるため説明を省略する。
【００５１】
本実施の形態に係るＤＣオフセット除去装置の最大値・最小値探索部は、最大値探索部と最小値探索部とで同一手法により探索するため、同一の構成を採る。
【００５２】
図７において、最大値・最小値探索部２００は、受信信号とその時点までのＳ個の最大値候補（もしくはＳ個の最小値候補）を入力として、Ｓ個の最大値候補（もしくはＳ個の最小値候補）と受信信号を比較して、ある最大値候補（もしくは最小値候補）より受信信号が大きければ（もしくは小さければ）Ｓ個の最大値候補の中の最小値（もしくはＳ個の最小値候補の中の最大値）を受信信号と入れ替えＳ個の最大値候補（Ｓ個の最小値候補）を出力し、いずれの最大値候補（もしくは最小値候補）よりも受信信号が小さければ（もしくは大きければ）Ｓ個の最大値候補（もしくはＳ個の最小値候補）をそのまま出力する最大値・最小値候補選出部２０１と、受信信号のサンプル毎に候補値を更新して格納する最大値・最小値候補格納部２０２と、全受信信号サンプルを読み込んだ後に最大値・最小値候補選出部２０１から出力されるＳ個の最大値候補（もしくはＳ個の最小値候補）を入力とし、第１閾値以下かつ第２閾値以上の入力の平均値を計算し最大値推定値（もしくは最小値推定値）として出力する最大値・最小値推定部２０３とから構成される。上記は、受信信号Ｉに関しての最大値・最小値探索部２００の構成であるが、受信信号Ｑについても同一の構成を採る。
【００５３】
本実施の形態の最大値・最小値探索部２００は、図４の最大値探索部１０４及び図５の最小値探索部１０５に代えて用いられる。
【００５４】
以下、最大値・最小値探索部２００の最大値推定値ＭＡＸ・最小値推定値ＭＩＮのサンプル数決定の具体例について説明する。
【００５５】
ＧＳＭの受信処理の処理単位は、バーストである。例えば、ＧＳＭ（ＥＤＧＥ）移動体通信規格においては、１つの処理単位（バースト）は１５６シンボルであり、そのバースト単位毎に復調する必要がある。また、ＥＤＧＥ移動体通信規格においては、１シンボルあたり３ビット情報を送信できる８ＰＳＫ変調方式が採用されており、送信シンボルが０の場合はＩ軸最大値、送信シンボルが４の場合はＩ軸最小値、送信シンボルが２の場合はＱ軸最大値、送信シンボルが６の場合はＱ軸最小値をとることが分かる。そのような通信規格では、各シンボルの発生確率は１／８であり２０（＝１５６／８）シンボルが各軸の最大値もしくは最小値をとる可能性のある期待シンボル数となることから、一般的に最大値探索の平均化数として２０をとることで最大値・最小値の推定精度を向上できる。サンプル数が２０より大きい数の平均化数にすれば、最大値をとらないシンボルを平均演算に加えることになり推定精度を落とし、またサンプル数が２０より小さい数の平均化数にすれば、ノイズを多く含んだシンボルのみでの平均演算になり推定精度を落とすことになる。よって、サンプル数に変調方式の特徴を用いることで、最大値・最小値推定精度を向上することができる。
【００５６】
このように、本実施の形態によれば、最大値・最小値探索部２００は、ＤＣオフセット処理に使用されるサンプル数を変調方式に依存する変調シンボル点数で除した値以上の最小の整数をＳ（Ｓは１以上の整数）とした場合、１番目〜Ｓ番目までの最大値・最小値のうち、ある閾値以上・以下の最大値・最小値を平均化処理から除外して平均をとり、それを最大値推定値・最小値推定値とする最大値・最小値探索を行うので、ノイズ成分・フェージング成分を除外することにより最大値推定値・最小値推定値と真の最大値・最小値の誤差を小さくできる。言い換えれば、最大値推定値・最小値推定値をノイズ・フェージングのない状態の最大値・最小値（真の最大値・最小値）に近づけることができる。
【００５７】
（実施の形態３）
実施の形態３は、既知コードを使用したＤＣ検出例である。
【００５８】
図８は、本発明の実施の形態３に係るＤＣオフセット除去装置の最大値・最小値探索部の構成を示す図である。本実施の形態に係るＤＣオフセット除去装置の全体構成、及びＤＣオフセット検出部の構成は、図１及び図２と同様であるため説明を省略する。
【００５９】
図８において、最大値・最小値探索部３００は、受信信号の中で受信時に既に移動機が知っている既知信号の中で最大値を取りうるサンプル位置を示す信号を生成する最大値サンプル位置検出部３０１と、受信信号の中で受信時に既に移動機が知っている既知信号の中で最小値を取りうるサンプル位置を示す信号を生成する最小値サンプル位置検出部３０２と、最大値サンプル位置検出部３０１から入力されるサンプル位置指示信号に基づいて最大値を取りうる信号のみの平均値を計算し最大値推定値として出力する最大値平均値計算部３０３と、最小値サンプル位置検出部３０２から入力されるサンプル位置指示信号に基づいて最小値を取りうる信号のみの平均値を計算し最小値推定値として出力する最小値平均値計算部３０４とを備えて構成される。
【００６０】
最大値サンプル位置検出部３０１及び最小値サンプル位置検出部３０２は、最大値・最小値サンプル位置検出部３１１を構成し、最大値平均値計算部３０３及び最小値平均値計算部３０４は、最大値・最小値平均値計算部３１２を構成する。上記は、受信信号Ｉに関しての最大値・最小値探索部３００の構成であるが、受信信号Ｑについても同一の構成を採る。
【００６１】
本実施の形態の最大値・最小値探索部３００は、図４の最大値探索部１０４及び図５の最小値探索部１０５に代えて用いられる。
【００６２】
以下、最大値・最小値探索部３００の既知コードを使用したＤＣ検出の具体例について説明する。
【００６３】
例えば、ＧＳＭ（ＥＤＧＥ）移動体通信規格においては、１つの処理単位（バースト）に含まれる１５６シンボル内にトレーニングシーケンスコードと呼ばれる同期捕捉用コードが６２シンボル目から２６シンボル分埋め込まれて送信される。また、ＥＤＧＥ移動体通信規格においては、８ＰＳＫ変調方式が採用されており、送信シンボルが０の場合はＩ軸最大値、４の場合はＩ軸最小値、２の場合はＱ軸最大値、６の場合はＱ軸最小値をとることが分かる。このような同期補足用コードを用いる通信規格では、同期捕捉後に既知の送信シンボル情報を用いることで、各軸の最大値・最小値をとるべき受信シンボルのみを用いて最大値・最小値探索を行うことができ、最大値・最小値の推定精度を向上することができる。これにより、既知コードを用いて最大値推定値・最小値推定値と真の最大値・最小値の誤差を小さくできる。
【００６４】
このように、本実施の形態によれば、最大値・最小値探索部３００は、受信機が受信前に既に基地局から知らされている既知コード（トレーニングシーケンスコード）を用いて、最大値・最小値をとりうる変調シンボル点に位置する全サンプルを平均したものを最大値推定値・最小値推定値をすることで、既知コードを用いることにより最大値推定値・最小値推定値と真の最大値・最小値の誤差を小さくすることができる。
【００６５】
（実施の形態４）
実施の形態４は、受信品質によるアルゴリズム切替例である。
【００６６】
図９は、本発明の実施の形態４に係るＤＣオフセット除去装置のＤＣオフセット検出部の構成を示す図である。本実施の形態に係るＤＣオフセット除去装置の全体構成は、図１と同様であるため説明を省略する。また、本実施の形態に係るＤＣオフセット検出部は、図２のＤＣオフセット検出部１０７に代えて適用される。
【００６７】
図９において、ＤＣオフセット検出部４００は、最大値と最小値の平均値と平均値演算部１０６（図２）から出力された平均値の差を計算するデータ偏り検出部４０１と、受信品質を入力として受信品質により第１定数を更新し、平均値の差の絶対値をとった値と更新された第１定数を比較して、更新された第１定数の方が大きい場合はＤＣオフセット補正値を０として、そうでない場合は平均値の差に第２定数を乗じた値をＤＣオフセット補正値として出力するＤＣオフセット補正値計算部４０２と、ＤＣオフセット補正値と平均値演算部１０６から出力された平均値を加算してデータ偏りを排除したＤＣオフセットを計算するＤＣオフセット補正部４０３とを備えて構成される。
【００６８】
以下、受信品質によるアルゴリズム切替の具体例について説明する。
【００６９】
例えば、受信品質としては、ＢＥＲ（Bit Error Rate）やＳＮＲ（Signal to Noise ratio）、アンテナ端の入力パワーレベルが挙げられる。この受信品質が高い場合、ランダムノイズは小さく、ＤＣオフセット補償に対してはデータの偏りのみが支配的になる。そのため、平均値のみからＤＣオフセットを除去する従来のアルゴリズムに比べ、本実施の形態は、より一層ＤＣオフセット推定精度の向上を図ることができる。また、受信品質が低い場合、ノイズが支配的になるため、従来例と本実施の形態とであまり差がない。このような場合、上記平均値のみのアルゴリズムを使用するように制御することで、受信品質が低い場合における処理量・消費電流の低減を図ることが可能になる。
【００７０】
このように、本実施の形態によれば、ＤＣオフセット検出部４００は、前の受信信号の受信品質を用いて第１定数を切り替えるので、受信品質が高い場合つまりノイズ成分・フェージング成分が少ない場合、最大値推定値・最小値推定値の推定精度が高いため第１定数を小さくして、逆に受信品質が低い場合、最大値推定値・最小値推定値の推定精度が低いため第１定数を大きくすることによりＤＣオフセット推定精度を上げることができる。
【００７１】
以上の説明は本発明の好適な実施の形態の例証であり、本発明の範囲はこれに限定されることはない。
【００７２】
また、本実施の形態ではＤＣオフセット除去装置及びＤＣオフセット除去方法という名称を用いたが、これは説明の便宜上であり、ＤＣオフセット補正回路及びＤＣオフセット補正方法等であってもよいことは勿論である。
【００７３】
さらに、上記ＤＣオフセット除去装置を構成する各回路部、例えば平均値演算部及び最大値・最小値探索部の種類、その数及び接続方法など、さらには変調方式及びシンボル、サンプル数などは前述した実施の形態に限られない。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明に係るＤＣオフセット除去装置及びＤＣオフセット除去方法は、移動体通信用携帯電話の受信処理の一部として用いられ得る。特に欧州中心のＧＳＭ方式とその第３世代版であるＥＤＧＥ（Enhanced Data GSM Environment）方式では、後段の等化処理の処理量・回路規模を少なくでき、低コストな携帯電話実現もしくは連続待受時間や連続通話時間の延長に貢献できる。また、ダイレクトコンバージョン方式の無線部を搭載するディジタル移動体通信の受信機に用いて有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の一実施の形態に係るＤＣオフセット除去装置を有する受信機の構成を示すブロック図
【図２】上記実施の形態に係るＤＣオフセット除去装置のＤＣオフセット補償処理部の構成を示す図
【図３】上記実施の形態に係るＤＣオフセット除去装置のＤＣオフセット検出部の構成を示す図
【図４】上記実施の形態に係るＤＣオフセット除去装置の最大値探索部の構成を示す図
【図５】上記実施の形態に係るＤＣオフセット除去装置の最小値探索部の構成を示す図
【図６】上記実施の形態に係るＤＣオフセット除去装置の８ＰＳＫ変調のシンボル数における受信信号Ｉの最大値の探索を説明する図
【図７】本発明の実施の形態２に係るＤＣオフセット除去装置の最大値・最小値探索部の構成を示す図
【図８】本発明の実施の形態３に係るＤＣオフセット除去装置の最大値・最小値探索部の構成を示す図
【図９】本発明の実施の形態４に係るＤＣオフセット除去装置のＤＣオフセット検出部の構成を示す図
【図１０】従来のＤＣオフセット除去装置を有する受信機の構成を示すブロック図
【図１１】従来のＤＣオフセット除去装置のＤＣオフセット補償処理部の構成を示す図
【符号の説明】
【００７６】
１００  ＤＣオフセット除去装置を有する受信機
１０１  ＤＣオフセット補償処理部
１０２  等化処理部
１０３  復号処理部
１０４  最大値探索部
１０５  最小値探索部
１０６  平均値演算部
１０７，４００  ＤＣオフセット検出部
１０８  ＤＣオフセット除去部
１１１  データ偏り検出部
１１２  ＤＣオフセット補正値計算部
１１３  ＤＣオフセット補正部
１２１  最大値候補選出部
１２２  最大値候補格納部
１２３  最大値推定部
１３１  最小値候補選出部
１３２  最小値候補格納部
１３３  最小値推定部
２００,３００  最大値・最小値探索部
２０１  最大値・最小値候補選出部
２０２  最大値・最小値候補格納部
２０３  最大値・最小値推定部
３０１  最大値サンプル位置検出部
３０２  最小値サンプル位置検出部
３０３  最大値平均値計算部
３０４  最小値平均値計算部
４０１  データ偏り検出部
４０２  ＤＣオフセット補正値計算部
４０３  ＤＣオフセット補正部
【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】
2008005357.tif 000009
【図８】
2008005357.tif 000010
【図９】
2008005357.tif 000011
【図１０】
2008005357.tif 000012
【図１１】
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