(57)【要約】【課題】直交変換器に入力されるオフセット値を高精度に調整する。【解決手段】直交変換器を有する無線送信機であって、デジタルベースバンド信号のＩ、Ｑ成分を、それぞれアナログベースバンド信号に変換するデジタル／アナログ変換器に、デジタルオフセット値を入力するデジタル補償器と、前記各デジタル／アナログ変換器からのＩ、Ｑ成分の出力信号がそれぞれ入力される、Ｉ、Ｑ成分用の各ローパスフィルタにアナログオフセット値を入力するアナログ補償器とを有し、これらを併用することによりオフセット値を調整する無線送信機を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直交変換器を有する無線送信機であって、
ベースバンド信号のＩ、Ｑ成分を、それぞれデジタル信号からアナログ信号に変換するデジタル／アナログ変換器に、デジタルオフセット値を入力するデジタル補償器と、
前記各デジタル／アナログ変換器からのＩ、Ｑ成分の出力信号がそれぞれ入力される、Ｉ、Ｑ成分用の各ローパスフィルタにアナログオフセット値を入力するアナログ補償器と、
を有し、これらを併用することによりオフセット値を調整することを特徴とする無線送信機。
【請求項２】
前記デジタル補償器は、デジタルオフセット値を保持するレジスタと、ＣＰＵにより制御されるレジスタとを有し、所定のタイミングでこれらのレジスタを切り替えて用いる請求項１に記載の無線送信機。
【請求項３】
前記アナログ補償器は、アナログオフセット値を保持するレジスタを有し、同じアナログオフセット値を、前記Ｉ、Ｑ成分用の各ローパスフィルタに入力する請求項１または２に記載の無線送信機。
【請求項４】
直交変換器を有する無線送信機であって、
ベースバンド信号のＩ、Ｑ成分を、それぞれデジタル信号からアナログ信号に変換するデジタル／アナログ変換器に、デジタルオフセット値を入力するデジタル補償器と、
自らの送信信号を復調手段により復調する手段と、
前記復調された信号からその電力及び復調精度を検出し、前記デジタル補償器のオフセット値を調整制御する制御手段と、
を有することを特徴とする無線送信機。
【請求項５】
前記送信信号を、前記無線送信機の送信動作中における送信データの存在しない無送信区間において、復調するようにした請求項４に記載の無線送信機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線送信機に係り、特に、直交変換器を用いた無線送信機において、ベースバンド信号のＩ、Ｑ成分のオフセット値を調整する際の調整精度を向上させた無線送信機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４に、従来の４相位相変調（ＱＰＳＫ、Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）等の復調方式に基づく、ＦＤＤ（周波数多重分割、Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｄｕｐｌｅｘ）方式の場合の無線送信機の概略を模式図で示す。
Ｉ、Ｑ２成分を有するデジタル信号に変換されたベースバンド信号（以下、デジタルベースバンド信号と呼ぶ）は、それぞれデジタル／アナログ変換器（ＤＡＣＩ２０２、ＤＡＣＱ２０４）によって２組のアナログ信号、Ｉ、Ｉ￣及びＱ、Ｑ￣に変換（以下、アナログ信号に変換された信号をアナログベースバンド信号と呼ぶ）された後、それぞれローパスフィルタ２０６およびローパスフィルタ２０８に入力される。なお、ここでＩ￣およびＱ￣は、それぞれＩおよびＱの逆相信号を表す。
【０００３】
ローパスフィルタ２０６、２０８を経たアナログベースバンド信号は、直交変換器２１０に入力され、希望する搬送波に掛け合わされたのちに、電圧利得制御器（ＶＧＡ）２１２により増幅され、バンドパスフィルタ２１４、パワー増幅器２１６およびパワーディテクタ２１８を経て、同時に受信信号を受信部２２２に伝えるデュプレクサ（ＤＵＰ）２２０を介してアンテナから出力される。
【０００４】
このとき、直交変換器２１０の入力信号にオフセットがあった場合、すなわち、いくつかのＤＣ電圧が信号成分として印加されている場合には、無送信信号の場合でも、アンテナ端に丁度搬送周波数にオフセット分、すなわち余分な信号が検出されてしまう。そのため、直交変換器２１０にオフセット信号分を削除する工夫が必要となるが、従来は例えば、ローパスフィルタ部２０６、２０８ないしはＤＡＣの出力部にある電圧を与えて信号電圧との差をとる事によりオフセット信号を削除するようにしていた。
【０００５】
例えば、直交変換器２１０では、ＤＡＣＩ２０２でアナログ信号に変換されたＩとＩ￣との差を電圧信号として処理する。無送信時には、通常、ＩとＩ￣の電圧が同じであるため、ＩとＩ￣の差は０になる。しかし、前述したように、ＤＣ電圧が印加されていると、無送信時の場合であっても、この差が０にならない。
そこで、補償器２２４及び２２６から、それぞれローパスフィルタ２０６及び２０８へ所定の電圧を加えて、無送信時には上記ＩとＩ￣およびＱとＱ￣の差が０になるように調整を行うようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、第３世代に代表される高速データ通信規格では、高速なデータ通信を念頭においているため、使用される部品も第２世代に比較して精度の高いものが要求される。
特に、送信系においてデジタル／アナログ変換器（ＤＡＣ）として、新規に１０ｂｉｔ  精度のＤＡＣが使われる。その場合のオフセット調整精度も１ＬＳＢ分（１から２ｍＶ相当）が要求される。オフセット調整を前記従来例のようにアナログ値を用いて行う場合は、同様の精度のＤＡＣがもうひとつ必要になり、高価になる。
また、このようなアナログオフセットの調整は、例えば通電中の温度特性に応じて、細かく補償する必要があり、しかも通話中においても補償する必要がある。
また、アナログ回路によるオフセットの個別回路ごとのばらつきや動作環境（電池電圧、温度）等による変化も大きい問題となる。
【０００７】
また、送信電力をパワーディテクタ２１８により測定し、補償器２２４、２２６からローパスフィルタ２０６、２０８に入力するアナログオフセット値を個別に調整することも可能であるが、その場合でも、要求される調整精度を満足することは困難であるという問題がある。
【０００８】
また、パワーディテクタ２１８の精度は、ダイナミックレンジで２０ｄＢ〜３０ｄＢ程度であることから、パワーディテクタ２１８で測定された送信電力は、オフセット量の検出に用いるのには鈍感な指標であるため、従来から、オフセットに敏感なベースバンド信号を用いてオフセットそのものを検出することが望まれていた。
【０００９】
本発明は、前記従来の問題に鑑みてなされたものであり、直交変換器に入力されるオフセット値を高精度に調整することのできる無線送信機を提供することを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明の第１の態様は、直交変換器を有する無線送信機であって、ベースバンド信号のＩ、Ｑ成分を、それぞれデジタル信号からアナログ信号に変換するデジタル／アナログ変換器に、デジタルオフセット値を入力するデジタル補償器と、前記各デジタル／アナログ変換器からのＩ、Ｑ成分の出力信号がそれぞれ入力される、Ｉ、Ｑ成分用の各ローパスフィルタにアナログオフセット値を入力するアナログ補償器とを有し、これらを併用することによりオフセット値を調整することを特徴とする無線送信機を提供する。
【００１１】
また、前記デジタル補償器は、デジタルオフセット値を保持するレジスタと、ＣＰＵにより制御されるレジスタとを有し、所定のタイミングでこれらのレジスタを切り替えて用いることが好ましい。
【００１２】
また、前記アナログ補償器は、アナログオフセット値を保持するレジスタを有し、同じアナログオフセット値を、前記Ｉ、Ｑ成分用の各ローパスフィルタに入力することが好ましい。
【００１３】
また同様に前記課題を解決するために、本発明の第２の態様は、直交変換器を有する無線送信機であって、ベースバンド信号のＩ、Ｑ成分を、それぞれデジタル信号からアナログ信号に変換するデジタル／アナログ変換器に、デジタルオフセット値を入力するデジタル補償器と、自らの送信信号を復調手段により復調する手段と、前記復調された信号からその電力及び復調精度を検出し、前記デジタル補償器のオフセット値を調整制御する制御手段とを有することを特徴とする無線送信機を提供する。
【００１４】
また、前記送信信号を、前記無線送信機の送信動作中における送信データの存在しない無送信区間において、復調するようにしたことが好ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の無線送信機について、添付の図面に示される好適実施形態を基に詳細に説明する。
【００１６】
図１は、本発明の第１実施形態に係る無線送信機の概略構成を示すブロック図である。
図１に示すように、本実施形態に係る無線送信機は、デジタル／アナログ変換器（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｎａｌｏｇ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）ＤＡＣＩ２、ＤＡＣＱ４、ローパスフィルタ６、８、直交変換器１０、可変利得増幅器（ＶＧＡ）１２、バンドパスフィルタ１４、パワー増幅器１６、パワーディテクタ１８およびデュプレクサ２０により構成され、またデュプレクサ２０は受信部２２に接続されている。
【００１７】
また、本実施形態の無線送信機は、上記構成に対して、さらに、デジタルベースバンド信号をアナログベースバンド信号に変換するＤＡＣＩ２およびＤＡＣＱ４に、それぞれデジタルのオフセット値を入力するデジタル補償器３０および３２が設けられるとともに、ローパスフィルタ６、８に、それぞれアナログのオフセット値を入力するアナログ補償器３４が設けられている。また、本無線送信機は、これら各構成要素の制御を行うＣＰＵ３６を有している。
【００１８】
ＤＡＣＩ２は、デジタルベースバンド信号のＩ成分をアナログ信号に変換するものであり、ＤＡＣＱ４は、デジタルベースバンド信号のＱ成分をアナログ信号に変換するものである。
ローパスフィルタ６にはアナログベースバンド信号のＩ成分およびＩ￣成分が入力され、ローパスフィルタ８にはアナログベースバンド信号のＱ成分およびＱ￣成分が入力される。
【００１９】
直交変換器１０は、所定周波数の搬送波を、それぞれローパスフィルタ６、８を通過してきたアナログベースバンド信号のＩ成分およびＱ成分で直交変換する。変換された信号は、可変利得増幅器（ＶＧＡ）１２、バンドパスフィルタ１４を経てパワー増幅器（ＰＡ）１６で増幅された後、デュプレクサ２０を介してアンテナより出力される。
【００２０】
デジタル補償器３０は、デジタルベースバンド信号のＩ成分に対するオフセット調整用であり、デジタル補償器３２は、デジタルベースバンド信号のＱ成分に対するオフセット調整用である。
デジタル補償器３０は、デジタルオフセット値（利得調整値ＧＩ（１）およびオフセット調整値ＯＦＩ（１））を保持するレジスタ３０ａと、ＣＰＵ３６により制御されるレジスタ３０ｂとを有している。
また同様に、デジタル補償器３２は、デジタルオフセット値（利得調整値ＧＱ（１）およびオフセット調整値ＯＦＱ（１））を保持するレジスタ３２ａと、ＣＰＵ３６により制御されるレジスタ３２ｂとを有している。
【００２１】
また、アナログ補償器３４は、アナログベースバンド信号のＩ、Ｑ成分用の各ローパスフィルタ６、８に同一のアナログオフセット値を入力するものであり、アナログオフセット値を保持するレジスタ３４ａを有している。
また、アナログ補償器３４は、その他に、ＴＸＡＧＣ用ＤＡＣ（送信用ＡＧＣ）３４ｂ、通信出力モニタ用ＡＧＣ３４ｃおよび時刻検出器３４ｄを有している。通信出力モニタ用ＡＧＣ３４ｃには、パワーディテクタ１８によって検出された送信電力の検出データが入力される。時刻検出器３４ｄの出力はデジタル補償器３０、３２のレジスタ３０ａ、３０ｂ、３２ａ、３２ｂに入力される。ＣＰＵ３６は、この検出信号によってそれぞれ２つのレジスタ３０ａと３０ｂおよび３２ａと３２ｂを所定のタイミングで切り替える。
【００２２】
以下、本実施形態の作用を説明する。
デジタルベースバンド信号のＩ成分はデジタル補償器３０に入力され、同じくデジタルベースバンド信号のＱ成分はデジタル補償器３２に入力される。デジタル補償器３０においては、デジタルベースバンド信号Ｉ成分に、レジスタ３０ａ（あるいはレジスタ３０ｂ）に保持されている利得調整値ＧＩ（１）が乗算されるとともに、オフセット調整値ＯＦＩ（１）が加算される。その後、デジタル補償器３０から出力されたデジタルベースバンド信号のＩ成分は、ＤＡＣＩ２に入力され、アナログベースバンド信号のＩおよびＩ￣成分に変換され、ローパスフィルタ６に入力される。
【００２３】
同様に、デジタル補償器３２においては、デジタルベースバンド信号Ｑ成分に、レジスタ３２ａ（あるいはレジスタ３２ｂ）に保持されている利得調整値ＧＱ（１）が乗算されるとともに、オフセット調整値ＯＦＱ（１）が加算される。その後、デジタル補償器３２から出力されたデジタルベースバンド信号Ｑ成分は、ＤＡＣＱ４に入力され、アナログベースバンド信号ＱおよびＱ￣成分に変換され、ローパスフィルタ８に入力される。
【００２４】
例えば、ＤＡＣが１０ｂｉｔ  のデジタル信号を処理する場合、信号の全域として０〜１０２３の値をとる。その最大値と最小値に相当する出力電圧の差は１Ｖ程度であるため、約１  ｍＶごとにオフセット値を制御する必要がある。この場合、オフセット値の取り得る範囲は、例えば±６４の値となり、このオフセット値がレジスタ３０ａ、３２ａに保持される。また、レジスタ３０ｂ、３２ｂはＣＰＵ３６によって制御され、ＣＰＵ３６は、所定のタイミング、例えば無線フレームの始まりにおいてレジスタ３０ａ、３０ｂおよびレジスタ３２ａ、３２ｂとを切り替えたり、あるいは、レジスタ３０ｂ、３２ｂに格納された、オフセット量をそれぞれレジスタ３０ａ、３２ａに転写することで、そのときに応じたオフセット量を補償するようにする。
【００２５】
ローパスフィルタ６には、アナログベースバンド信号のＩ、Ｉ￣成分が入力され、ローパスフィルタ８には、アナログベースバンド信号のＱ、Ｑ￣成分がそれぞれ入力される。このとき、同時に、ローパスフィルタ６および８には、アナログ補償器３４から同一のアナログオフセット値（アナログオフセット電圧）がそれぞれ入力される。
このように、本実施形態は、デジタル補償器３０、３２とアナログ補償器３４を併用するようにしたものである。また、従来はＩ、Ｑ成分を別々にアナログオフセット値を入力する必要があったが、本実施形態では、アナログオフセットの調整は１つで済む。
【００２６】
ローパスフィルタ６、８を通過した信号は直交変換器１０に入力され、直交変換された後、ＶＧＡ１２、バンドパスフィルタ１４、パワー増幅器１６およびデュプレクサ２０を経てアンテナより送信信号として出力される。また、パワー増幅器１６で増幅された信号は、パワーディテクタ１８によって送信電力が検出され、検出データはアナログ補償器３４の通信出力モニタ用ＡＧＣ３４ｃに入力され、オフセット調整に用いられる。
【００２７】
このように、本実施形態では、デジタルベースバンド信号をオフセット補償器（デジタル補償器３０、３２）を介して、ＤＡＣ（ＤＡＣＩ２、ＤＡＣＱ４）に入力するとともに、アナログ補償器３４の出力をローパスフィルタ６、８に入力する。このように、デジタル補償器３０、３２とアナログ補償器３４とを併用することにより、従来のアナログ回路による補償器と比較して、アナログ補償器の要求精度を下げることができる。
すなわち、アナログ補償器の粗い調整と、デジタル補償器による細かい調整（微調整）を行うことにより、高精度に調整をすることができる。
【００２８】
また、デジタル補償器を用いることにより、ＤＡＣの精度限界である１ＬＳＢ単位でのオフセット調整を、１システムクロックの時間単位で高速に補償することが可能となる。例えば、要求仕様が±２ｍＶの場合に、従来のアナログ補償器による制御の場合は±３０ｍＶ程度であったが、本実施形態のようにデジタル補償器による制御を行うことにより、１ＬＳＢ（±１ｍＶ）の制御が可能となる。
また、デジタル補償器３０、３２により、Ｉ成分、Ｑ成分をそれぞれ個別に精度良く調整できるので、上に述べたように、ローパスフィルタ６および８にはＩ、Ｑ成分ともに同じアナログ補償電圧を与えることが可能となる。
【００２９】
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
図２に、本第２実施形態に係る無線送信機の概略構成を示す。第２実施形態の無線送信機は、送信信号を受信部１２２で実際に復調することにより、送信電力、復調精度を検出し、それらの情報をデジタル補償器にフィードバックすることによりオフセット調整制御を行うものである。
【００３０】
図２に示すように、第２実施形態の無線送信機は、第１実施形態と同様に、Ｉ成分、Ｑ成分を有するデジタルベースバンド信号を処理するために、デジタル／アナログ変換器ＤＡＣＩ１０２、ＤＡＣＱ１０４、ローパスフィルタ１０６、１０８、直交変換器１１０、可変利得増幅器（ＶＧＡ）１１２、バンドパスフィルタ１１４、パワー増幅器１１６およびデュプレクサ１２０を有し、さらに、デジタルベースバンド信号からアナログベースバンド信号に変換するＤＡＣＩ１０２およびＤＡＣＱ１０４に、それぞれデジタルのオフセット値を入力するデジタル補償器１３０および１３２が設けられている。
【００３１】
また、デジタル補償器１３０および１３２は、それぞれデジタルオフセット値（利得調整値、オフセット調整値）を保持するレジスタ１３０ａおよび１３２ａを有している。デジタルベースバンド信号は利得調整値と乗算された後、オフセット調整値が加算される。
【００３２】
第１実施形態では、パワーディテクタ１８により、送信信号の送信電力を検出していたが、本実施形態では、パワーディテクタを設けず、送信信号を受信部で実際に復調することにより、デジタル補償器にフィードバックする。
すなわち、デュプレクサ１２０を介さずに直接送信信号を取り出すスイッチ１２１を設け、送信信号を通常の受信信号と同様に復調するための回路を設ける。
【００３３】
このような回路は特に限定されるものではないが、本実施形態では、図２に示すように、スイッチ１２１を介して取り込まれた送信信号は、低雑音増幅器（ＬＮＡ、Ｌｏｗ  Ｎｏｉｓｅ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）１４０（あるいはアテネータＡＴＴ）に入力された後、バンドパスフィルタ１４２を経て、直交変換器１４４でＩ、Ｑ成分に変換され、各成分はそれぞれローパスフィルタ１４６および１４８を通過した後、それぞれアナログ／デジタル変換器（ＡＤＣＩ１５０、ＡＤＣＱ１５２）によりデジタル信号に変換されて、復調器１５４で復調される。
【００３４】
復調された信号は、その電力、復調精度が検出され、その検出データは送信利得／オフセット制御手段１５６に入力される。送信利得／オフセット制御手段１５６は、これらの情報をデジタル補償器１３０、１３２にフィードバックしてオフセット値（利得調整値、オフセット調整値）に反映することによりオフセット調整制御を行う。
【００３５】
また、この場合の復調器やアナログ／デジタル変換器やローパスフィルタ、その他のＲＦ回路は、従来の受信系の回路をそのまま転用するようにしてもよい。
例えば、３ＧＰＰによる第３世代移動体通信規格では、ダウンリンク（ＤＬ）およびアップリンク（ＵＬ）に対して、ハンドオーバー等のために通話中、使用中に入るＧＡＰと呼ばれる、送信データの存在しない無送信区間が存在する。
【００３６】
例えば、図３に示すように、ダウンリンクおよびアップリンク両方に同時にＧＡＰがあり、アップリンクが無送信中の場合には、移動器の受信回路を送信周波数で動作させ、ベースバンドのＤＣ成分を測定する。これにより直接オフセット電圧を得ることができ、その値を最小にするように、デジタル補償器にフィードバックを行うことでオフセット調整制御を行うことができる。
【００３７】
このように、本実施形態では、自らの送信信号を受信して復調することで、調整精度を上げるとともに、温度補正等を行う。すなわち、ＧＡＰ時に、本実施形態の受信回路（送信信号の復調回路）を動作させることにより、使用中の温度や電圧変化に対応した調整を行うことができる。
【００３８】
以上説明したように本実施形態によれば、送信信号を自ら受信するようにしているため、パワーディテクタ等で検出するよりも高精度にパワーを検出することができる。
また、パワーディテクタを使用する従来例でも無送信時にかぎり同様な調整をすることは可能ではあるが、ＧＡＰなどを対象にした場合には、パワーディテクタの動作が間に合わないことが予想される。これに対し、本実施形態の方法によれば、通話中においてＧＡＰを利用することが可能となる。
なお、図２に、破線で示したように、ＶＧＡ１２の出力信号を直交変換器１４４に入力し、復調するようにしてもよい。
【００３９】
以上、本発明の無線送信機について、詳細に説明したが、本発明は、以上の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更を行ってもよいのはもちろんである。
【００４０】
【発明の効果】
以上、説明した通り、本発明によれば、直交変換器に入力されるオフセット値を高精度に調整することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る無線送信機の概略構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る無線送信機の概略構成を示すブロック図である。
【図３】無線フレームの状態を示す説明図である。
【図４】従来の無線送信機の一例の概略構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
２、１０２    デジタル／アナログ変換器（ＤＡＣＩ）
４、１０４    デジタル／アナログ変換器（ＤＡＣＱ）
６、８、１０６、１０８、１４６、１４８  ローパスフィルタ
１０、１１０、１４４  直交変換器
１２、１１２  可変利得増幅器（ＶＧＡ）
１４、１１４、１４２  バンドパスフィルタ
１６、１１６  パワー増幅器
１８  パワーディテクタ
２０、１２０  デュプレクサ
２２、１２２  受信部
３０、３２、１３０、１３２  デジタル補償器
３０ａ、３０ｂ、３２ａ、３２ｂ、３４ａ、１３０ａ、１３２ａ  レジスタ
３４  アナログ補償器
３４ｂ  ＴＸＡＧＣ用ＤＡＣ
３４ｃ  通信出力モニタ用ＡＧＣ
３４ｄ  時刻検出器
３６  ＣＰＵ
１４０  低雑音増幅器（ＬＮＡ）
１５０  アナログ／デジタル変換器（ＡＤＣＩ）
１５２  アナログ／デジタル変換器（ＡＤＣＱ）
１５４  復調器
１５６  送信利得／オフセット制御手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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