(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直交ベースバンド信号の同相成分および直交成分に含まれている誤差を補償する信号誤差補償装置であって、
同相成分の信号を増幅する第１増幅手段と、
直交成分の信号を増幅する第２増幅手段と、
前記第１増幅手段で増幅された直交ベースバンド信号の同相成分と前記第２増幅手段で増幅された直交ベースバンド信号の直交成分とをマトリクス上で組み合わせることによって、出力信号の振幅または位相を調整する２つの振幅／位相調整手段と、
抵抗値を変えることによって、前記振幅／位相調整手段で振幅または位相を調整するための行列の各要素を変更可能な調整抵抗と、を備え、
前記２つの振幅／位相調整手段は、前記第１増幅手段の利得、前記第２増幅手段の利得および前記調整抵抗の各抵抗値に基づき決定された行列に応じて誤差が補償された信号の同相成分または直交成分をそれぞれ出力し、
前記２つの振幅／位相調整手段から出力された信号の同相成分および直交成分は、それぞれ直交変調器に入力されることを特徴とする信号誤差補償装置。
【請求項２】
前記調整抵抗は、前記第１増幅手段、前記第２増幅手段および前記２つの振幅／位相調整手段とは別に外付けされていることを特徴とする請求項１記載の信号誤差補償装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は信号誤差補償装置に係り、特に、複数の位相軸または複数の振幅レベルの各信号に含まれているアナログ的な誤差を補償する信号誤差補償装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話等で用いられる変調方式には、搬送波の位相を離散的に変化させるＰＳＫ（Phase Shift Keying）や搬送波の同相成分と直交成分とを独立に変調するＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）等がある。例えば、ＱＰＳＫ（Quadrature PSK）は、１シンボル時刻毎に２ビットずつ情報を伝送する４値伝送方式であり、直並列変換を行った後レベル変換を行い、Ｉ信号（同相成分）およびＱ信号（直交成分）を得る。図３（ａ）に、本変調方式の信号点配置図を示す。
【０００３】
また、搬送波の振幅と位相とを利用して１シンボル時刻毎に４ビットずつ情報を伝送する１６ＱＡＭ（１６値ＱＡＭ）では、同相成分と直交成分をそれぞれ独立に等しい信号間距離で４値変調し、その２つの変調信号を加算することによって変調信号を得ている。図３（ｂ）に、本変調方式の信号点配置図を示す。このような多値変調方式を実現する直交変調器は、直交ベースバンド信号（Ｉ，Ｑ信号）を入力として搬送波の位相と振幅を変調することによって変調信号を得ている。例として、図４にＱＰＳＫの直交変調器の基本構成を示す。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
なお、通常の直交変調器であれば、出力信号としての変調信号にアナログ的な誤差が含まれている。これらの誤差は設計精度や半導体プロセスの精度等の関係上、直交変調器に限らず直交復調器やその他の回路においてある意味必然的なものであるが、今日では誤差の小さい高精度な直交変調器が求められている。例えば、４値や１６値のＱＡＭであれば信号点同士の間隔が広いためある程度の誤差であれば許容できるが、６４値や２５６値のＱＡＭでは信号点同士の間隔が非常に狭いため誤り率が高くなり、少しの振幅誤差（利得誤差）や位相誤差（直交誤差）でも誤判定につながってしまうといった恐れがある。
【０００５】
また、直交変調器の誤差は機器毎で異なるため、誤差補償は各機器に対してそれぞれ行う必要があり、例えば、誤差補償の一方式としてデジタル演算がある。しかしながら、直交ベースバンド信号に対して誤差補償のためのデジタル演算を行うと、その分演算負荷が増すため消費電力が増し、クロック速度の高い演算処理手段が必要となり、さらに、演算処理を制御するための時間が必要となるため遅延が発生するという問題点があった。したがって、デジタル演算による誤差補償はできる限り行わない方が望ましい。
【０００６】
以上の誤差に関する問題および対策は、直交変換器に限らず直交復調器や複数の位相軸または複数の振幅レベルの信号を扱う機器全般に共通の課題でもある。
【０００７】
本発明は、上記従来の事情に鑑みてなされたものであって、複数の位相軸または複数の振幅レベルの各信号に含まれているアナログ的な誤差を補償することのできる信号誤差補償装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１に係る信号誤差補償装置は、直交ベースバンド信号の同相成分および直交成分に含まれている誤差を補償する信号誤差補償装置であって、同相成分の信号を増幅する第１増幅手段と、直交成分の信号を増幅する第２増幅手段と、前記第１増幅手段で増幅された直交ベースバンド信号の同相成分と前記第２増幅手段で増幅された直交ベースバンド信号の直交成分とをマトリクス上で組み合わせることによって、出力信号の振幅または位相を調整する２つの振幅／位相調整手段と、抵抗値を変えることによって、前記振幅／位相調整手段で振幅または位相を調整するための行列の各要素を変更可能な調整抵抗と、を備え、前記２つの振幅／位相調整手段は、前記第１増幅手段の利得、前記第２増幅手段の利得および前記調整抵抗の各抵抗値に基づき決定された行列に応じて誤差が補償された信号の同相成分または直交成分をそれぞれ出力し、前記２つの振幅／位相調整手段から出力された信号の同相成分および直交成分は、それぞれ直交変調器に入力されるものである。
【０００９】
また、請求項２に係る信号誤差補償装置は、請求項１に記載の信号誤差補償装置において、前記調整抵抗は、前記第１増幅手段、前記第２増幅手段および前記２つの振幅／位相調整手段とは別に外付けされている。
【００１３】
請求項１に係る信号誤差補償装置では、第１増幅手段において直交ベースバンド信号の同相成分を増幅し、第２増幅手段において直交ベースバンド信号の直交成分を増幅し、２つの振幅／位相調整手段において、第１増幅手段で増幅された直交ベースバンド信号の同相成分と第２増幅手段で増幅された直交ベースバンド信号の直交成分とをマトリクス上で組み合わせることによって、出力信号の振幅または位相を調整しており、調整抵抗の抵抗値を変えることによって、振幅／位相調整手段で振幅または位相を調整するための行列の各要素を変更している。２つの振幅／位相調整手段は、第１増幅手段の利得、第１増幅手段の利得および調整抵抗の各抵抗値に基づき決定された行列に応じて誤差が補償された信号の同相成分または直交成分をそれぞれ出力し、前記２つの振幅／位相調整手段から出力された信号の同相成分および直交成分は、それぞれ直交変調器に入力されるため、精度の高い出力信号（Ｉ信号，Ｑ信号）を得ることができる。
【００１４】
さらに、請求項２に係る信号誤差補償装置では、調整抵抗は第１増幅手段、第２増幅手段および２つの振幅／位相調整手段とは別に外付けされている。したがって、製造過程の最終段階でも抵抗値を調整することができ、個々の機器に対して最適な誤差補償をハード的に行うことができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の信号誤差補償装置の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る信号誤差補償装置を示すブロック構成図である。同図において、本実施形態の信号誤差補償装置は、特許請求の範囲の増幅手段または第１増幅手段に該当する第１増幅部１１と、増幅手段または第２増幅手段に該当する第２増幅部１３と、調整手段に該当する調整抵抗１５ａ〜１５ｆと、振幅／位相調整手段に該当する第１振幅／位相調整部１７と、振幅／位相調整手段に該当する第２振幅／位相調整部１９とを備えて構成されており、第１振幅／位相調整部１７および第２振幅／位相調整部１９は直交変調器に接続されている。なお、調整抵抗１５ａ〜１５ｆは抵抗値を変更可能な抵抗である。
【００１６】
まず、第１増幅部１１は、送信信号を直並列変換して得られた同相成分のＩ信号（Ｉｉ）を利得Ｇ1によって所定レベルまで増幅するものである。第１増幅部１１の出力信号は、調整抵抗１５ａを経由して第１振幅／位相調整部１７に入力され、調整抵抗１５ｂを経由して第２振幅／位相調整部１９に入力される。
【００１７】
また、第２増幅部１３は、送信信号を直並列変換して得られた直交成分のＱ信号（Ｑｉ）を利得Ｇ2によって所定レベルまで増幅するものである。第２増幅部１３の出力信号は、調整抵抗１５ｃを経由して第１振幅／位相調整部１７に入力され、調整抵抗１５ｄを経由して第２振幅／位相調整部１９に入力される。
【００１８】
また、第１振幅／位相調整部１７は、調整抵抗１５ａを経由して入力された第１増幅部１１の出力信号および調整抵抗１５ｃを経由して入力された第２増幅部１３の出力信号を入力とし、調整抵抗１５ａ，１５ｃ，１５ｅの抵抗値Ｒａ，Ｒｃ，Ｒｅに基づいて利得および位相を調整した後、同相成分としての出力信号（Ｉｏ）を出力するものである。
【００１９】
また、第２振幅／位相調整部１９は、調整抵抗１５ｂを経由して入力された第１増幅部１１の出力信号および調整抵抗１５ｄを経由して入力された第２増幅部１３の出力信号を入力とし、調整抵抗１５ｂ，１５ｄ，１５ｆの抵抗値Ｒｂ，Ｒｄ，Ｒｆに基づいて利得および位相を調整した後、直交成分としての出力信号（Ｑｏ）を出力するものである。
【００２０】
したがって、第１振幅／位相調整部１７および第２振幅／位相調整部１９から出力される信号Ｉｏ，Ｑｏは、以下に示す式（１）によって得られる。
【００２１】
【数１】
0004485080.tif 000002
【００２２】
したがって、図２（ａ）に示すように、送信信号を直並列変換して得られたＩ信号（Ｉｉ）の振幅ＡIとＱ信号（Ｑｉ）の振幅ＡQとの関係がＡI＝ｃＡQ（但し、ｃは定数）となっており、ＡI＝ＡQとなるよう振幅誤差（利得誤差）を補償するとき、調整抵抗１５ａ〜１５ｆの抵抗値Ｒａ〜Ｒｆを調節して式（１）に示した行列Ｍを以下のように設定する。
【００２３】
【数２】
0004485080.tif 000003
【００２４】
また、図２（ｂ）に示すように、第１振幅／位相調整部１７の出力信号Ｉｏと第２振幅／位相調整部１９の出力信号Ｑｏとの間に“９０＋θ”の位相のずれがあり、位相差が９０度となるよう位相誤差（直交誤差）を補償するとき、調整抵抗１５ａ〜１５ｆの抵抗値Ｒａ〜Ｒｆを調節して行列Ｍを以下のように設定する。
【００２５】
【数３】
0004485080.tif 000004
【００２６】
本実施形態において、第１振幅／位相調整部１７から出力された出力信号（Ｉｏ）および第１振幅／位相調整部１７から出力された出力信号（Ｑｏ）は、それぞれ直交変調器に入力される。また、直交復調器から出力されたＩ信号およびＱ信号が本実施形態の信号誤差補償装置に入力されるといった形態でも良い。
【００２７】
また、直交変調器や直交復調器に限定されず、複数の位相軸または複数の振幅レベルの信号を扱う回路等にも本発明に係る信号誤差補償装置を適用することができ、入力信号は２つに限らず、３つ以上でも良い。但し、このときの信号誤差補償装置は入力信号の種類と同数の増幅部および振幅／位相調整部を有し、各振幅／位相調整部には設けられた全増幅部からの出力信号が調整抵抗を経由して入力される。
【００２８】
なお、本実施形態の信号誤差補償装置が有する第１増幅部１１、第２増幅部１３、第１振幅／位相調整部１７および第２振幅／位相調整部１９はトランジスタやＯＰアンプ等によって実現され、直交変調器や直交復調器等の回路に組み込まれていることが望ましい。また、調整抵抗１５ａ〜１５ｆは、製造過程の最終段階で抵抗値Ｒａ〜Ｒｆを調整可能なように外付けとされている。さらに、送信信号を直並列変換して得られたＩ信号（Ｉｉ）およびＱ信号（Ｑｉ）が複数の信号誤差補償装置を経由した後に直交変調器や直交復調器、その他の回路に入力されるようにしても良い。
【００２９】
以上説明したように、本実施形態の信号誤差補償装置では、Ｉ信号（Ｉｉ）およびＱ信号（Ｑｉ）をそれぞれマトリックス上で組み合わすことによって直交ベースバンド信号の振幅誤差（利得誤差）や位相誤差（直交誤差）を補償することができるため、精度の高いＩ信号（Ｉｏ）およびＱ信号（Ｑｏ）を得ることができる。なお、上述したように、複数の位相軸または複数の振幅レベルの信号に対しても誤差補償することができるため、精度の高い出力信号を得ることができる。
【００３０】
また、式（１）に示した行列Ｍの各要素を調整するための調整抵抗１５ａ〜１５ｆが外付けとされているため、製造過程の最終段階でも抵抗値を調整することができるため、個々の機器に対して最適な誤差補償をハード的に行うことができる。さらに、本実施形態の信号誤差補償装置があれば誤差補償のためのデジタル的な演算処理を行う必要がないため、演算手段に伴う消費電力や演算時間等の問題は生じない。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の信号誤差補償装置によれば、増幅手段において、複数の位相軸または複数の振幅レベルの各入力信号をそれぞれ増幅し、振幅／位相調整手段において、増幅手段で増幅された各入力信号を行列上で組み合わせることによって出力信号の振幅または位相を調整しており、調整手段が、振幅／位相調整手段で振幅または位相を調整するための行列の各要素を変更することによって入力信号の誤差を補償している。振幅／位相調整手段は、複数の増幅手段の各利得および調整手段による設定に基づき決定された行列に応じて誤差が補償された信号をそれぞれ出力するため、精度の高い出力信号を得ることができる。
【００３２】
また、調整手段は増幅手段および振幅／位相調整手段とは別に外付けされているため、製造過程の最終段階でも抵抗値を調整することができ、個々の機器に対して最適な誤差補償をハード的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る信号誤差補償装置を示すブロック構成図である。
【図２】直交ベースバンド信号の振幅誤差（ａ）および位相誤差（ｂ）を示す説明図である。
【図３】ＱＰＳＫの信号点配置図（ａ）および１６ＱＡＭの信号点配置図（ｂ）である。
【図４】ＱＰＳＫの直交変調器の基本構成を示す構成図である。
【符号の説明】
１１  第１増幅部
１３  第２増幅部
１５ａ〜１５ｆ  調整抵抗
１７  第１振幅／位相調整部
１９  第２振幅／位相調整部
【図１】
0004485080.tif 000005
【図２】
0004485080.tif 000006
【図３】
0004485080.tif 000007
【図４】
0004485080.tif 000008