(57)【要約】【課題】受信信号の増幅利得を有する場合でも、受信特性の劣化を抑えつつ効果的に直流オフセット成分を除去すること。【解決手段】この受信装置は、アナログ回路で発生する直流オフセット量を記憶する記憶部と、受信信号を増幅する増幅器と、記憶された直流オフセット量に基づいて、増幅器に入力される受信信号に含まれる第１の直流オフセット成分と、増幅器から出力される受信信号に含まれる第２の直流オフセット成分とをそれぞれ生成する直流オフセット値生成部と、増幅器入力から第１の直流オフセット成分を除去する第１の直流オフセット除去部と、増幅器出力から第２の直流オフセット成分を除去する第２の直流オフセット除去部と、第２の直流オフセット成分に基づいて、記憶された直流オフセット量を更新する更新部とを具備し、第２の直流オフセット成分の最大値は、増幅器の増幅率と第１の直流オフセット成分の最小分解能値との乗算値より大きいことを特徴とする。【選択図】図１
2008205956.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アナログ回路で発生する直流オフセット量を記憶する記憶部と、
前記受信信号を増幅する増幅器と、
前記記憶部に記憶された直流オフセット量に基づいて、前記増幅器に入力される受信信号に含まれる第１の直流オフセット成分と、前記増幅器から出力される受信信号に含まれる第２の直流オフセット成分とをそれぞれ生成する直流オフセット値生成部と、
前記増幅器に入力される受信信号から前記第１の直流オフセット成分を除去する第１の直流オフセット除去部と、
前記増幅器から出力される受信信号から前記第２の直流オフセット成分を除去する第２の直流オフセット除去部と、
前記直流オフセット値生成部が生成した前記第２の直流オフセット成分に基づいて、前記記憶部に記憶された直流オフセット量を更新する更新部と
を具備し、
前記直流オフセット値生成部が生成する前記第２の直流オフセット成分の最大値は、前記増幅器の増幅率と前記第１の直流オフセット成分の最小分解能値との乗算値より大きいことを特徴とする受信装置。
【請求項２】
前記第２の直流オフセット除去部から出力される信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、
前記Ａ／Ｄ変換部により変換された信号と前記記憶部に記憶された前記直流オフセット量とを加算する加算器と、
前記加算器により得られたデータを前記直流オフセット量として前記記憶部に記憶させる制御部と
をさらに具備したことを特徴とする請求項１記載の受信装置。
【請求項３】
前記更新部は、前記直流オフセット値生成部が生成した前記第２の直流オフセット成分が所定の閾値に達した場合に、前記第１の直流オフセット成分および前記第２の直流オフセット成分を更新して前記記憶部に前記直流オフセット量として記憶させることを特徴とする請求項１記載の受信装置。
【請求項４】
前記更新部は、前記直流オフセット値生成部が生成した前記第２の直流オフセット成分が所定の上限閾値に達した場合に、前記第２の直流オフセット成分を所定の値まで減ずるとともに、前記第１の直流オフセット成分を所定の値だけ増加させることを特徴とする請求項１記載の受信装置。
【請求項５】
前記更新部は、前記直流オフセット値生成部が生成した前記第２の直流オフセット成分が所定の下限閾値に達した場合に、前記第２の直流オフセット成分を所定の値まで増加させるとともに、前記第１の直流オフセット成分を所定の値だけ減ずることを特徴とする請求項１記載の受信装置。
【請求項６】
請求項１記載の受信装置と、
前記受信信号に対応する送信信号を送信する送信装置と、
前記受信信号および前記送信信号を送受信するアンテナと
を具備したことを特徴とする無線装置。
【請求項７】
アナログ回路で発生する直流オフセット量を記憶する記憶部と、
前記受信信号を増幅する増幅器と、
前記増幅器が増幅した受信信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、
前記記憶部に記憶された直流オフセット量に基づいて、前記増幅器に入力される受信信号に含まれる第１の直流オフセット成分と、前記増幅器から出力される受信信号に含まれる第２の直流オフセット成分とをそれぞれ生成する直流オフセット値生成部と、
前記直流オフセット値生成部が生成した前記第１の直流オフセット成分をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換部と、
前記増幅器に入力される受信信号から前記アナログ信号に変換された第１の直流オフセット成分を除去する第１の直流オフセット除去部と、
前記Ａ／Ｄ変換部から出力される受信信号から前記第２の直流オフセット成分を除去する第２の直流オフセット除去部と、
前記直流オフセット値生成部が生成した前記第２の直流オフセット成分に基づいて、前記記憶部に記憶された直流オフセット量を更新する更新部と
を具備し、
前記直流オフセット値生成部が生成する前記第２の直流オフセット成分の最大値は、前記増幅器の増幅率と前記第１の直流オフセット成分の最小分解能値との乗算値より大きいことを特徴とする受信装置。
【請求項８】
アナログ回路で発生する直流オフセット量を記憶部に記憶させ、
前記受信信号を増幅器で増幅し、
前記記憶部に記憶された直流オフセット量に基づいて、前記増幅器に入力される受信信号に含まれる第１の直流オフセット成分と、前記増幅器から出力される受信信号に含まれ前記増幅器の増幅率と前記第１の直流オフセット成分の最小分解能値との乗算値より大きい第２の直流オフセット成分とをそれぞれ生成し、
前記増幅器に入力される受信信号から前記第１の直流オフセット成分を除去し、
前記増幅器から出力される受信信号から前記第２の直流オフセット成分を除去し、
前記直流オフセット値生成部が生成した前記第２の直流オフセット成分に基づいて、前記記憶部に記憶された直流オフセット量を更新すること
を特徴とするオフセットキャンセル方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信の受信技術に関し、特に、受信信号に残留する直流オフセット成分を除去することのできる受信装置、無線装置、オフセットキャンセル方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信に用いる無線装置、特に受信装置においては、受信した信号の周波数をベースバンドへ直接変換するダイレクトコンバージョン方式が広く用いられている。ダイレクトコンバージョン方式では、受信信号にローカル信号を乗算してベースバンド信号を得るため、ローカル信号の漏れなどにより直流オフセット成分が発生することがあり、受信特性を劣化する原因となる。このため、直流オフセット成分を除去する必要がある。
【０００３】
一般に、直流オフセット成分の除去には、直流オフセットキャンセラが使われている。直流オフセットキャンセラの例としては、取り得る増幅利得の全ての設定についてあらかじめ直流オフセット量を測定して、各利得の直流オフセット量をメモリに保持しておくものがある。すなわち、増幅利得を切り替えた場合に、あらかじめ保持しておいた対応する直流オフセット量をメモリから読み出し、増幅器の出力から、当該読み出した直流オフセット量を減算するものである（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−９４３４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記した従来の直流オフセットキャンセラでは、増幅器で発生する直流オフセット成分を増幅器の出力側で除去している。したがって、例えば無線信号をベースバンド信号に変換する周波数変換器で発生した直流オフセット成分のように、増幅器の入力側で既に発生している直流オフセット成分を増幅前に除去することはできない。直流オフセット成分を含んだ信号を増幅器で増幅すると、直流オフセット成分によって信号が飽和してしまい、受信特性が大幅に劣化してしまうという問題があった。
【０００５】
また、増幅器の利得が高いとき、オフセットの補正値が収束した後に増幅器の前段で直流オフセットを補正する値が変動すると、増幅器のインパルス応答が発生する。この現象は、受信装置の受信特性を劣化させる原因となる。
【０００６】
本発明はかかる問題を解決するためになされたものであり、受信信号の増幅利得を有する場合でも、受信特性の劣化を抑えつつ効果的に直流オフセット成分を除去することのできる受信装置、直流オフセットキャンセル方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記した目的を達成するために、本発明の一つの態様に係る受信装置は、アナログ回路で発生する直流オフセット量を記憶する記憶部と、受信信号を増幅する増幅器と、記憶部に記憶された直流オフセット量に基づいて、増幅器に入力される受信信号に含まれる第１の直流オフセット成分と、増幅器から出力される受信信号に含まれる第２の直流オフセット成分とをそれぞれ生成する直流オフセット値生成部と、増幅器に入力される受信信号から第１の直流オフセット成分を除去する第１の直流オフセット除去部と、増幅器から出力される受信信号から第２の直流オフセット成分を除去する第２の直流オフセット除去部と、直流オフセット値生成部が生成した第２の直流オフセット成分に基づいて、記憶部に記憶された直流オフセット量を更新する更新部とを具備し、直流オフセット値生成部が生成する第２の直流オフセット成分の最大値は、増幅器の増幅率と第１の直流オフセット成分の最小分解能値との乗算値より大きいことを特徴としている。
【０００８】
本発明の他の態様に係る無線装置は、本発明の一つの態様に係る受信装置と、受信装置の受信信号に対応する送信信号を送信する送信装置と、受信信号および送信信号を送受信するアンテナとを具備している。
【０００９】
本発明の他の態様に係るオフセットキャンセル方法は、アナログ回路で発生する直流オフセット量を記憶部に記憶させ、受信信号を増幅器で増幅し、記憶部に記憶された直流オフセット量に基づいて、増幅器に入力される受信信号に含まれる第１の直流オフセット成分と、増幅器から出力される受信信号に含まれ増幅器の増幅率と第１の直流オフセット成分の最小分解能値との乗算値より大きい第２の直流オフセット成分とをそれぞれ生成し、増幅器に入力される受信信号から第１の直流オフセット成分を除去し、増幅器から出力される受信信号から第２の直流オフセット成分を除去し、直流オフセット値生成部が生成した第２の直流オフセット成分に基づいて、記憶部に記憶された直流オフセット量を更新することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、受信装置の受信特性の劣化を抑えつつ効果的に直流オフセット成分の除去を可能とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の第１の実施形態に係る受信装置の構成を示すブロック図である。図１に示すように、この実施形態の受信装置１は、ＲＦ部１０、ベースバンド信号処理部２０および信号復調部１２０を具備している。
【００１２】
ＲＦ部１０は、アンテナ１００、高周波増幅部（ＲＦアンプ）１０２、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１０４、ミキサ１０６および局部発振部１０８を備え、所望の受信信号をベースバンド信号に変換して出力する。アンテナ１００は、この受信装置１が受信する電波を受信する。ＲＦアンプ１０２は、アンテナ１００が受信した高周波信号を所定のレベルまで増幅するアンプである。ＢＰＦ１０４は、ＲＦアンプ１０２が増幅した受信信号から不要な周波数帯の信号を除去して、所望の周波数帯の信号のみを通過させるフィルタである。局部発振部１０８は、ＢＰＦ１０４を通過した受信信号をベースバンド信号に変換するためのローカル信号を生成し、ミキサ１０６に供給する。ミキサ１０６は、ＢＰＦ１０４を通過した受信信号と局部発振部１０８が発振したローカル信号とをミキシングしてベースバンド信号に変換する。
【００１３】
ベースバンド信号処理部２０は、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１１０、ベースバンド増幅部（アンプ）１１４およびアナログ−デジタル変換部（ＡＤＣ）１１８を備え、ベースバンドの受信信号をデジタル信号に変換して信号復調部１２０に与える。ベースバンド信号処理部２０は、さらに、減算器１１２／１１３／１１６、乗算器１２２、乗算値設定部１２４、加算器１２６、メモリ制御部１２８、メモリ１２９、更新制御部１３０、振り分け器１３２、デジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ）１３４、ＤＡＣ１３６および補正値監視部１３８を有しており、ベースバンドの受信信号に残留する直流オフセット成分を除去する。
【００１４】
ＬＰＦ１１０は、ミキサ１０６が変換したベースバンド信号に含まれる所望信号以外の不要周波数成分を除去する。アンプ１１４は、ＬＰＦ１１０を通過したベースバンド信号を、デジタル変換するために必要なレベルまで増幅する。ＡＤＣ１１８は、アンプ１１４が増幅したベースバンド信号をデジタル信号に変換する。ＡＤＣ１１８によりデジタル信号に変換された受信信号は、信号復調部１２０に供給される。
【００１５】
減算器１１２／１１３は、アンプ１１４の入力側に接続され、ベースバンドの受信信号に含まれる直流オフセット成分を除去する。より具体的には、減算器１１２は、アンプ１１４の入力とＬＰＦ１１０の出力との間に接続され、ＬＰＦ１１０から出力される受信信号に含まれる直流オフセット成分を除去する。減算器１１３は、ミキサ１０６の出力とＬＰＦ１１０の入力との間に接続され、ミキサ１０６から出力される受信信号に含まれる直流オフセット成分を除去する。減算器１１２および１１３は、いずれか一方を省略してもよいし、両方備えていてもよい。
【００１６】
減算器１１６は、アンプ１１４の出力側に配置され、同じくベースバンドの受信信号に含まれる直流オフセット成分を除去する。より具体的には、減算器１１６は、アンプ１１４の出力とＡＤＣ１１８の入力との間に接続され、アンプ１１４が増幅した受信信号に含まれる直流オフセット成分を除去する。
【００１７】
乗算器１２２は、ＡＤＣ１１８によりデジタル信号に変換された受信信号を乗算値設定部１２４により与えられる乗算値と乗算する。乗算値設定部１２４が与える乗算値は、直流オフセット成分を除去するための時間を調整する係数である。乗算値設定部１２４は、自己の内部メモリに乗算値を保持して乗算器１２２に与えてもよいし、外部から動的に設定可能としてもよい。加算器１２６は、乗算器１２２により乗算処理された信号とメモリ１２９に記憶された値とを加算してメモリ制御部１２８に送る。すなわち、加算器１２６は、受信信号に残留する直流オフセット成分を積分する作用をする。
【００１８】
メモリ制御部１２８は、メモリ１２９に対しデータを書き込み、あるいはメモリ１２９からデータを読み出す。メモリ制御部１２８は、加算器１２６により加算処理（積分）されたデータをメモリ１２９に書き込む。また、メモリ制御部１２８は、メモリ１２９からデータを読み出して振り分け器１３２に送る機能を有している。さらに、メモリ制御部１２８は、更新制御部１３０からの指示信号に基づいて、メモリ１２９への読み書きを制御可能に構成されている。加えて、メモリ制御部１２８は、後述する補正値監視部１３８からの指示信号に基づいてメモリ１２９の記憶値を更新する機能をも有している。
【００１９】
振り分け器１３２は、メモリ１２９から読み出されたデータ（直流オフセット値を示すデータ）を読み出し、アンプ１１４の入力側に配置された減算器１１２および／または１１３で補正処理するための第１オフセット値と、アンプ１１４の出力側に配置された減算器１１６で補正処理するための第２オフセット値とに振り分けて出力する。第１オフセット値および第２オフセット値の関係は、アンプ１１４の増幅度から決定される。第２オフセット値の最大値は、アンプ１１４の増幅率とＤＡＣ１３４の最小分解能値（ＬＳＢ（Least Significant Bit）の値）との乗算値よりも大きな値に設定される。すなわち、第２オフセット値は、除去すべき残留オフセット成分より冗長に設定される。
【００２０】
ＤＡＣ１３４および１３６は、振り分け器１３２が出力する第１オフセット値および第２オフセット値それぞれをアナログデータに変換して、対応する減算器１１２／１１３および減算器１１６に与える。すなわち、ＤＡＣ１３４および１３６は、減算器１１２／１１３／１１６が除去する直流オフセット成分に対応するアナログのオフセット量を生成して減算器１１２／１１３／１１６に与える作用をする。
【００２１】
更新制御部１３０は、メモリ制御部１２８がメモリ１２９を書き込みタイミング、すなわちデータの更新タイミングを決定してメモリ制御部１２９にメモリの読み書き処理を指示する機能を有する。また、信号復調部１２０は、ベースバンドの受信信号を所望の方式で復調し、元の送信データを再現する復調器である。
【００２２】
補正値監視部１３８は、第２オフセット値を監視して、第２オフセット値が所定のダイナミックレンジの限界に達した場合に第１オフセット値および第２オフセット値それぞれの値を更新して、第１オフセット値の変化量を安定させる。
【００２３】
続いて、図２を参照して、この実施形態の受信装置１の動作を説明する。図２は、この実施形態の受信装置１の動作を示すフローチャートである。以下の説明においては、ミキサ１０６が変換した受信信号に含まれる直流オフセット量が「１０．９９」であるものとし、ＤＡＣ１３４／１３６の精度である最下位ビット（以下「ＬＳＢ」と称する）が「１」であるものとする。また、メモリ１２９にはすでに直流オフセット量の「１０．９９」が記憶されており、アンプ１１４の増幅率が１００倍であるものとする。すなわち、第１オフセット値は「１０」、第２オフセット値は、「９９」となる。説明を簡単にするため、ＡＤＣ１１８の精度を無限（量子化誤差なし）とする。
【００２４】
ＲＦアンプ１０２は、アンテナ１００が受信した受信信号を増幅してＢＰＦ１０４に送る。ＢＰＦ１０４は、ＲＦアンプ１０２が増幅した受信信号から所望の帯域の信号を通過させる（ステップ２０１。以下「Ｓ２０１」のように称する。）。局部発振部１０８は、ＢＰＦ１０４が通過させる信号をベースバンドの信号に変換するためのローカル信号を生成し、ミキサ１０６に供給する。ミキサ１０６は、ＢＰＦ１０４を通過した受信信号と局部発振部１０８が生成したローカル信号とをミキシングしてベースバンドの信号に変換する（Ｓ２０２）。
【００２５】
ミキサ１０６が変換したベースバンドの受信信号は、減算器１１３に入力される。減算器１１３は、入力された受信信号から、ＤＡＣ１３４から送られる直流オフセット量を示す値（アナログの第１オフセット値）を減算してＬＰＦ１１０に出力する。ここで、ＤＡＣ１３４が与える直流オフセット量は、除去すべき直流オフセット量のうち大まかな値（ＤＡＣ１３４の精度のうち最下位ビット以上のレベルの値）を与えるものとする。すなわち、減算器１１３は、ベースバンドに変換された受信信号から、ＤＡＣ１３４の動作上可能なレベルの直流オフセット量を除去する作用をする（Ｓ２０３）。
【００２６】
ＬＰＦ１１０は、減算器１１３が出力した受信信号から、所望信号の帯域外の信号を除去し、減算器１１２に入力する。減算器１１２は、入力された受信信号から、ＤＡＣ１３４から送られる直流オフセット量を示す値（アナログの第１オフセット値）を減算してアンプ１１４に出力する。減算器１１２は、減算器１１３と対応し、共通の作用をする。すなわち、減算器１１２および１１３は、ＬＰＦ１１０の入力側および／または出力側において、受信信号から、大まかなレベルの直流オフセット成分を除去する作用をする。したがって、減算器１１２および１１３は、少なくともいずれか一方が備えられていればよい。ここで、減算器１１２および／または１１３は、直流オフセット量のうち「１」以上の成分を除去できるから、前述の直流オフセット量「１０．９９」のうち第１オフセット値である「１０」を除去する。その結果、直流オフセット量「０．９９」が受信信号に残留することになる。
【００２７】
アンプ１１４は、減算器１１２（あるいはＬＰＦ１１０）から送られる受信信号を所定の増幅度で増幅する。アンプ１１４は、例えば受信信号レベルなどに応じて増幅度を制御可能としたアンプでもよい（Ｓ２０４）。アンプ１１４は、増幅した受信信号を減算器１１６に出力する。アンプ１１４は、直流オフセット成分も増幅するから、受信信号に残留した直流オフセット量「０．９９」は増幅率「１００」で増幅される。その結果、アンプ１１４から出力される受信信号には、「０．９９×１００＝９９」の直流オフセット量が残留することになる。
【００２８】
減算器１１６は、アンプ１１４から受けた受信信号から、ＤＡＣ１３６から送られる直流オフセット量を示す値（アナログの第２オフセット値）を減算してＡＤＣ１１８に出力する。ここで、ＤＡＣ１３６が与える直流オフセット量は、除去すべき直流オフセット量のうち細かな値（ＤＡＣ１３４の精度のうち最下位ビット以下のレベルであって、アンプ１１４による増幅を加味した値）を与えるものとする。すなわち、減算器１１６は、ベースバンド信号に変換され増幅された受信信号から、増幅により増加した直流オフセット量を除去する作用をする（Ｓ２０５）。ここで、第２オフセット値は「９９」であるから、アンプ１１４の出力に残留した直流オフセット成分「９９」が減算器１１６により除去されることになる。
【００２９】
ＡＤＣ１１８は、減算器１１６から送られる信号をデジタル信号に変換する（Ｓ２０６）。デジタル信号に変換された信号は、信号復調部１２０に送られて復調されるとともに、乗算器１２２に送られる。
【００３０】
乗算器１２２は、ＡＤＣ１１８がデジタル化した受信信号と乗算値設定部１２４が与える乗算値とを乗算して加算器１２６に送る（Ｓ２０７）。加算器１２６は、乗算値が乗算された受信信号とメモリ１２９が与える値とを加算してメモリ制御部１２８に送る（Ｓ２０８）。
【００３１】
メモリ制御部１２８は、所定の書き替えタイミングで受け取った値をメモリ１２９に書き込む（Ｓ２０９）。ここで、メモリ制御部１２８がメモリ１２９のデータを書き換えるタイミングは、更新制御部１３０から与えられる。
【００３２】
振り分け器１３２は、減算器１１２および／または１１３が除去するオフセット量に対応する第１オフセット値と、減算器１１６が除去するオフセット量に対応する第２オフセット値とをメモリ１２９から読み出し、それぞれＤＡＣ１３４および１３６に与える。ＤＡＣ１３４および１３６は、送られたそれぞれのデータをアナログデータに変換して減算器１１２／１１３／１１６に送る。すなわち、メモリ１２９のデータが書き換えられることにより、減算器１１２／１１３／１１６が減算する第１および第２オフセット値も更新されることになる（Ｓ２１０）。
【００３３】
このように、この実施形態の受信装置１では、減算器１１２／１１３により大まかな直流オフセット成分（上記説明では「１０」）が除去され、減算器１１６により細かな直流オフセット成分（上記説明では増幅後の「９９」）が除去される。このことは、ＤＡＣ１３４／１３６のＬＳＢの精度の緩和を可能とすることを意味しており、高価な高精度ＤＡＣを設ける必要がなくなる。また、この実施形態の受信装置１では、アンプ１１４の入力側と出力側の双方に減算器を備えたので、ＤＡＣ１３４の分解能に起因する、アンプ１１４の入力側の減算器で補正することができなかった残留オフセット部分を、同じく出力側の減算器で除去することができる。すなわち、残留オフセットをアンプによる増幅後の信号から補正を行なうことができるため、受信特性の改善を図ることができる。
【００３４】
続いて、図３ないし図５を参照して、本発明の第１の実施形態に係る受信装置１の補正値監視部１３８について詳細に説明する。図３は、この実施形態に係る受信装置１の補正値監視部１３８の構成を示すブロック図、図４は、この実施形態の受信装置１における減算器１１２／１１３が減算するオフセット量（第１オフセット値）、および減算器１１６が減算するオフセット量（第２オフセット値）の変動を示す図、図５は、この実施形態に係る受信装置１の補正監視部１３８の動作を示すフローチャートである。
【００３５】
図３に示すように、この実施形態の補正値監視部１３８は、閾値比較部１４０と、更新値生成部１４１とを備えている。閾値比較部１４０は、自身が保持する所定の閾値と振り分け器１３２が出力する第２オフセット値とを比較する。比較の結果、第２オフセット値が変動して所定の閾値に達し、閾値の範囲を超えるような場合、閾値比較部１４０は、更新値生成部１４１に対して第１および第２オフセット値を所定の値に更新するよう指示を発する機能を有する。更新値生成部１４１は、閾値比較部１４０からの指示に基づき、第１および第２オフセット値を更新してメモリ制御部１２８に送る機能を有する。
【００３６】
続いて、補正値監視部１３８の動作を説明する。以下の説明において、アンプ１１４の増幅率を「８」とし、ＤＡＣ１３４および１３６の分解能はいずれも５ビット、最小分解能値（１ＬＳＢの出力値）をそれぞれ「１」とする。そのため、第２オフセット値の最大値は、「１５」（２進数で「１１１１」）となり、アンプ１１４の増幅率とＤＡＣ１３４の最小分解能値との乗算値「８×１＝８」より大きくなる。また、第１の閾値を「１５」、第２の閾値を「０」とし、第２オフセット値がそれぞれの閾値に達した場合に設定される新たな第２のオフセット値を「７」とする。そして、第１オフセット値が「７」、第２オフセット値が「１４」で、全体の直流オフセット除去量が収束したときに、温度変化等により回路に発生する直流オフセットが変化した場合について説明する。
【００３７】
閾値比較部１４０は、自身の記憶領域に、予め設定された第２オフセット値の最大値（第１の閾値）および最小値（第２の閾値）を保持しており、第２オフセット値を監視している（Ｓ２５１）。閾値比較部１４０は、第２オフセット値と第１の閾値とを比較する（Ｓ２５２）。
【００３８】
比較の結果第２オフセット値が第１の閾値以上である場合（Ｓ２５２のＹｅｓ）、閾値比較部１４０は、更新値生成部１４１に対して、第２オフセット値の低減と第１オフセット値の更新を指示する（Ｓ２５３）。図４において、Ａ点で第２オフセット値が変動した結果第１の閾値に達してしまっている様子が示されている。すなわち、第２オフセット値が「１４」から「１５」に増加して第１の閾値である「１５」に達している状態である。
【００３９】
低減と更新の指示を受けると、更新値生成部１４１は、第２オフセット値から所定値を減算する（Ｓ２５４）。減算（補正）の結果、第２オフセット値は予め設定された７となる。
【００４０】
続いて、更新値生成部１４１は、ステップＳ２５４で減算した第２オフセット値の減算量をアンプ１１４の増幅率で除算する。この除算結果が第１オフセット値の更新値となる（Ｓ２５５）。増幅率で除算するのは、第２オフセット値が、アンプ１１４で増幅された残留直流オフセット成分を除去することによる。第１オフセット値の更新値が算出されると、更新値生成部１４１は、更新結果および減算した第２オフセット値をメモリ制御部１２８に送る。除算の結果、第１オフセット値は若干増加する。すなわち、ステップＳ２５４での第２オフセット値の減算量「１５−７＝８」を増幅率「８」で除算すると、第１オフセット値の更新値は「８／８＝１」となる。更新値生成部１４１は、更新値「１」と減算した第２オフセット値「７」をメモリ制御部１２８に送る。
【００４１】
メモリ制御部１２８は、受け取った更新値から算出した第１オフセット値および減算した第２オフセット値を新たな第１および第２オフセット値としてメモリ１２９に記憶させる（Ｓ２５６）。その結果、図４に示すように、Ｂ点で第１オフセット値は若干増加し、Ｃ点で第２オフセット値は減少する。すなわち、第１オフセット値の更新値は「１」であるから第１オフセット値は「７＋１＝８」となり、第２オフセット値は減算した第２オフセット値の「７」となる。
【００４２】
メモリ値が更新されると、閾値比較部１４０は、第２オフセット値の監視を続行する（Ｓ２５１）。
【００４３】
一方、比較の結果第２オフセット値が第１閾値未満である場合（Ｓ２５２のＮｏ）、閾値比較部１４０は、第２オフセット値と第２の閾値とを比較する（Ｓ２５７）。
【００４４】
比較の結果第２オフセット値が第２閾値以下である場合（Ｓ２５７のＹｅｓ）、閾値比較部１４０は、更新値生成部１４１に対して、第２オフセット値の増加と第１オフセット値の更新を指示する（Ｓ２５８）。
【００４５】
増加と更新の指示を受けると更新値生成部１４１は、第２オフセット値に所定値を加算する（Ｓ２５９）。
【００４６】
続いて、更新値生成部１４１は、第２オフセット値の加算量をアンプ１１４の増幅率で除算し、第１オフセット値の更新値を生成する（Ｓ２６０）。第１オフセット値の更新値が算出されると、更新値生成部１４１は、更新結果および加算した第２オフセット値をメモリ制御部１２８に送る。除算の結果、第１オフセット値は若干減少する。
【００４７】
メモリ制御部１２８は、受け取った更新値から算出した第１オフセット値および加算した第２オフセット値を新たな第１および第２オフセット値としてメモリ１２９に記憶させる（Ｓ２６１）。メモリ値が更新されると、閾値比較部１４０は、第２オフセット値の監視を続行する（Ｓ２５１）。
【００４８】
このように、この実施形態の受信装置によれば、補正値監視部を備えて第２オフセット値の値に応じて第１および第２オフセット値を修正するので、第２オフセット値が常に第１および第２の閾値の範囲内に収められる。したがって、第１オフセット値の変動を抑えることが可能となり、パルス状の雑音発生が減少し、受信特性の改善を図ることができる。
【００４９】
続いて、図６および図７を参照して、補正値監視部の他の動作例について詳細に説明する。図６は、この実施形態における受信装置の第１および第２オフセット値の様子を示す概念図、図７は、補正値監視部を備えない場合の第１および第２オフセット値の様子を示す概念図である。
【００５０】
例えばアンプ１１４の増幅率を４（＝２２）とし、ＤＡＣ１３４および１３６の分解能をいずれも４ビットとする。したがって、第２オフセット値の最大値は、「１５」（２進数で「１１１１」）となり、アンプ１１４の増幅率「４」より大きくなる。ここで、第１の閾値を「１５」（２進数表示では「１１１１」）、第２の閾値を「０」（２進数表示では「００００」）とし、第２オフセット値が第１の閾値以上または第２の閾値以下となった場合の第２オフセット値の補正後の値を「８」（２進数表示では「１０００」）とする。そして、第１オフセット値が「３」（２進数表示では「００１１」）、第２オフセット値が「１」（２進数表示では「０００１」）となって直流オフセット除去が収束したものとする。このときメモリ１２９に記憶されるのは、図６の３０１に示す「００１１０００１」となる。
【００５１】
ここで、温度変化等により回路に発生する直流オフセット量が「−１」だけ変化したことでメモリの記憶値が切り替わり、第２オフセット値が「０００１」から「００００」になったと仮定する（図６の３０２）。閾値比較部１４０は、第２オフセット値が第２の閾値に達したとして、更新値生成部１４１に対し第１および第２オフセット値の更新を指示する。
【００５２】
更新値生成部１４１は、第２オフセット値を「００００」から「１０００」として予め設定された「８」とし、第１オフセット値を「２」（＝［８−０］／４）だけ少なくして「３」（２進数で「００１１」）から「１」（同「０００１」）とする。その結果、メモリ１２９の記憶値は、第１オフセット値が「０００１」、第２オフセット値が「１０００」となる（図６の３０３）。
【００５３】
さらに、直流オフセット量が「−１」だけ変化した場合、第２オフセット値が「８」（２進数表示では「１０００」）から「７」（２進数表示では「０１１１」）に切り替わり、第１オフセット値は「１」（２進数表示では「０００１」）ままとなる（図６の３０４）。
【００５４】
続いて、直流オフセット量が＋１だけ変化した場合、第２オフセット値が「７」（２進数表示では０１１１）から「８」（２進数表示では１０００）に切り替わり、第１の補正信号は「１」（２進数表示では「０００１」）のままとなる（図６の３０５）。すなわち、第２オフセット値が第１または第２の閾値近傍となった場合、第２オフセット値を第１および第２の閾値近傍から遠ざけるとともに第１オフセット値を増減させている。これにより、第２オフセット値の変動が第１オフセット値に与える影響を抑え、アンプ１１４の入力にパルス状の残留直流オフセット信号が入力されることを防ぐことができる。
【００５５】
また、この実施形態によれば、補正値監視部を備えたので、図６に示すような冗長なビットを追加してメモリ値を制御することにより、第１オフセット値の変動を減らすことができ、受信特性の改善を図ることが可能となる。
【００５６】
比較のため、補正値監視部を備えない場合について説明する。例えばアンプ１１４の増幅率を４とし、ＤＡＣ１３４および１３６の分解能がいずれも４ビットとする。メモリの上位４ビットを第１オフセット値とし、アンプ１１４の増幅率が４（＝２２）であるので、下位２ビットを第２オフセット値とする。第１オフセット値が「３」（２進数表示では「００１１」）とし、第２オフセット値が「１」（２進数表示では「０１」）となって直流オフセット除去が収束したとする（図７の３１１）。
【００５７】
温度変化等により回路に発生する直流オフセット量が「−１」だけ変化してメモリ値が切り替わり、第２オフセット値が「０」（２進数表示では「００」）になったとする（図７の３１２）。この場合、さらにＤＣオフセット量が「−１」だけ変化すると、第２オフセット値が「０」（２進数表示では「００」）から「３」（２進数表示では「１１」）に切り替わり、第１オフセット値は「２」（２進数表示では「００１０」）となる（図７の３１３）。
【００５８】
さらに、ＤＣオフセット量が「＋１」だけ変化した場合、第２オフセット値が「３」（２進数表示では「１１」）から「０」（２進数表示では「００」）に切り替わり、第１オフセット値は「３」（２進数表示では「００１１」）となる（図７の３１４）。このように、補正値監視部による第２オフセット値の補正を行わない場合、ＤＣオフセット量の微小な変動においても第１オフセット値が変動して、受信特性が劣化してしまう。本発明の実施形態によれば、冗長ビットを追加することで、第２オフセット値のビットが全て「１」になりにくくなる。また、第２オフセット値の全てのビットが「１」または「０」になった場合に、第２オフセット値を第１閾値と第２閾値の中間値となるように更新する。これにより、ＤＣオフセット量が微小に変動しても、第１オフセット値が変動しなくなる。
【００５９】
次に、図８を参照して、本発明の第１の実施形態におけるメモリ制御部１２８の一例について説明する。図８は、この実施形態のメモリ制御部１２８の一例を示すブロック図である。
【００６０】
メモリ制御部１２８は、メモリ１２９から読み出したオフセット値を加算器１２６に与えている。ここで図８に示すように、メモリ制御部１２８は、記憶したメモリの総ビットのうち、振り分け器１３２が第１オフセット値に振り分けるビットをとり除いた部分を加算器１２６に与えるように構成してもよい。加算器１２６は、メモリ１２９に記憶されたビット全てではなく、メモリ１２９に記憶されたうちの一部と乗算器１２２から出力されるデジタル信号とを加算するから、加算器１２６の演算ビット数を減らすことが可能となり、回路規模を削減することができる。
【００６１】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図９は、本発明の第２の実施形態に係る受信装置の構成を示すブロック図である。図９に示すように、この実施形態の受信装置２は、第１の実施形態における減算器１１６をＡＤＣ１１８の入力側ではなく、出力側（減算器１１７）に配置し、当該減算器１１７に対応するＤＡＣを省略したものである。かかる構成においても、第１の実施形態と同様の効果を奏することができる。また、アンプ１１４の出力側における直流オフセット成分の除去がデジタル信号ベースで可能となるため、ＤＡＣを省略する等、回路構成を簡単にすることができる。なお、図９に示すＡＤＣ１１８の入力側にさらに減算器を設けて、アンプ１１４の出力側において２段階の直流オフセット成分の除去を行ってもよい。
【００６２】
続いて、本発明の第１および第２の実施形態に係る受信装置の第１および第２の閾値の関係について説明する。図１０ないし図１２は、第１および第２の実施形態に係る受信装置における第１および第２の閾値の関係を示す図である。
【００６３】
図１０は、第１および第２の閾値を、第２オフセット値が取りうる範囲（ダイナミックレンジ）に収まる値とした例である。第１および第２の閾値をこのような関係の値とした場合、補正値監視部１３８は、第２オフセット値のダイナミックレンジに余裕を持たせることが可能となる。
【００６４】
図１１は、第２オフセット値として許容される最大値を第１の閾値とし、同じく最小値を第２の閾値とした例である。ここで、第２オフセット値のダイナミックレンジは、第１の実施形態のように減算器１１６においてアナログで直流オフセットを除去する場合には、ＤＡＣ１３６のビット数で決定され、第２の実施形態のように減算器１１７においてデジタル信号処理により除去する場合は、演算ビット数で決定される。この実施形態では、第２オフセット値が第１の閾値あるいは第２の閾値に到達した時に第１オフセット値が変動するから、第１の閾値と第２の閾値の差分とを大きくすることにより、第１オフセット値の変化をより抑えることができる。したがって、図１１に示すように第２オフセット値の許容される最大値を第１の閾値とし、同じく最小値を第２の閾値にすることにより、第１の閾値と第２の閾値の差分を最大にすることができる。これにより、第１オフセット値の変化を減少させ、受信特性の改善を図ることができる。
【００６５】
図１２は、第２オフセット値が第１の閾値以上、または第２の閾値以下となった時、第１の閾値と第２の閾値の中間値を第２のオフセット値と設定する例である。すなわち、図４のフローチャートにおけるステップ２５４／２５９において、所定値を減算／加算した結果、第２オフセット値が第１および第２の閾値の中間値となるようにする。第１および第２の閾値をこのような関係とすることにより、第１および第２閾値からの差分が最も大きくなるため、第１オフセット値の変動が減少し、受信特性の改善を図ることができる。
【００６６】
以上説明したとおり、これらの実施形態によれば、増幅器の前段および後段で直流オフセットを除去する受信装置において、第２オフセット値に応じてメモリに記憶したオフセット値を変更するので、第２オフセット値の変動に伴って生ずる第１オフセット値の変動を減少させることができる。併せて、ＤＡＣの分解能に起因する残留オフセットについても、第２オフセット値を用いて除去することが可能となり、受信特性の改善を図ることができる。
【００６７】
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。図１３は、本発明の第３の実施形態に係る無線装置の構成を示すブロック図である。図１３に示すように、この実施形態の無線装置３は、アンテナ１と、送信信号と受信信号とを分配するアンテナ分配器５０２と、本発明の第１の実施形態に係る受信装置１と、対応する送信装置５０３とを備えている。この実施形態の無線装置３によれば、第１の実施形態に係る受信装置１を備えたので、精密な直流オフセット成分除去を実現することができる。なお、受信装置１に代えて、本発明の第２の実施形態に係る受信装置２を備えてもよいことは言うまでもない。
【００６８】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。例えば、上記実施形態では、周波数変換部を一つだけ備えているが、局部発振部にπ／２移相部と、ベースバンド信号処理部を２つさらに備えて、Ｉチャネル信号とＱチャネル信号とを別個に復調できるように構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る受信装置の構成を示すブロック図である。
【図２】この実施形態に係る受信装置の動作を示すフローチャートである。
【図３】この実施形態に係る受信装置の補正監視部の構成を示すブロック図である。
【図４】この実施形態に係る受信装置における第１および第２オフセット値の変動を示す図である。
【図５】この実施形態に係る受信装置の補正監視部の動作を示すフローチャートである。
【図６】この実施形態に係る受信装置の第１および第２オフセット値の様子を示す概念図である。
【図７】補正値監視部を備えない場合の第１および第２オフセット値の様子を示す概念図である。
【図８】この実施形態に係る受信装置のメモリ制御部の一例を示すブロック図である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る受信装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】第１および第２の実施形態に係る受信装置における第１および第２の閾値の関係を示す図である。
【図１１】第１および第２の実施形態に係る受信装置における第１および第２の閾値の関係を示す図である。
【図１２】第１および第２の実施形態に係る受信装置における第１および第２の閾値の関係を示す図である。
【図１３】本発明の第３の実施形態に係る無線装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００７０】
１…受信装置、１００…アンテナ、１０２…ＲＦアンプ、１０４…ＢＰＦ、１０６…ミキサ、１１２／１１３／１１６…減算器、１１０…ＬＰＦ、１１４…アンプ、１１８…ＡＤＣ、１２０…信号復調部、１２２…乗算器、１２４…乗算値設定部、１２６…加算器、１２８…メモリ制御部、１２９…メモリ、１３０…更新制御部、１３２…振り分け器、１３４／１３６…ＤＡＣ、１３８…補正値監視部。
【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】
2008205956.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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