(57)【要約】【課題】  直交変調器のＩＱオフセットの調整時間を短縮し、高精度化を達成し、テストコストを低減する。【解決手段】  ＩＱオフセット調整装置は、ＩＱ信号に直交変調を施して送信信号として出力する直交変調器１４に付設され、ＩＱ信号のオフセットを調整するものであり、キャリアリーク成分検出手段としてのディジタルフィルタ１５１と、直流成分制御手段と、を備えている。ディジタルフィルタ１５１は、ＤＳＰ内にコンピュータプログラムによって実現され、直交変換器１４からＲＦ回路１２及び検波回路１３を介して出力された送信信号に含まれるキャリアリーク成分を検出する。直流成分制御手段は、ディジタルフィルタ１５１で検出されるキャリアリーク成分が低下するように、直交変調器１４に入力されるＩＱ信号の直流成分を変化させる。【選択図】  図１
2007235643.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＩＱ信号に直交変調を施して送信信号として出力する直交変調器に付設され、前記ＩＱ信号のオフセットを調整するＩＱオフセット調整装置において、
前記直交変換器から出力された前記送信信号に含まれるキャリアリーク成分を検出するキャリアリーク成分検出手段と、
このキャリアリーク成分検出手段で検出されるキャリアリーク成分が低下するように、前記直交変調器に入力される前記ＩＱ信号の直流成分を変化させる直流成分制御手段と、
を備えたことを特徴とするＩＱオフセット調整装置。
【請求項２】
前記キャリアリーク成分検出手段は、前記キャリアリーク成分の周波数を抽出するフィルタである、
請求項１記載のＩＱオフセット調整装置。
【請求項３】
ＩＱ信号に直交変調を施して送信信号として出力する直交変調器に付設され、前記ＩＱ信号のオフセットを調整するＩＱオフセット調整装置において、
前記直交変調器に入力される前記ＩＱ信号を直流成分のみとする直流成分出力手段と、
前記直交変調器から出力されるキャリアリーク成分が低下するように、前記直交変調器に入力される前記ＩＱ信号の直流成分を変化させる直流成分制御手段と、
を備えたことを特徴とするＩＱオフセット調整装置。
【請求項４】
ＩＱ信号に直交変調を施して送信信号として出力する直交変調器に付設され、前記ＩＱ信号のオフセットを調整するＩＱオフセット調整装置において、
前記直交変換器から出力された前記送信信号に含まれるサイドバンドリーク成分を検出するサンドバンドリーク成分検出手段と、
このサイドバンドリーク成分検出手段で検出されるサイドバンドリーク成分が低下するように、前記直交変調器に入力される前記ＩＱ信号の振幅を変化させる振幅制御手段と、
を備えたことを特徴とするＩＱオフセット調整装置。
【請求項５】
前記サイドバンドリーク成分検出手段は、前記サイドバンドリーク成分の周波数を抽出するフィルタである、
請求項４記載のＩＱオフセット調整装置。
【請求項６】
請求項１、２、４又は５記載のＩＱオフセット調整装置と、
前記直交変換器から出力された前記送信信号のパワーレベルを検出し、このパワーレベルが一定になるように、前記直交変調器の有するアンプのゲインを調整するとともに、前記ＩＱオフセット調整装置と構成の一部を共用するＡＰＣ装置と、
このＡＰＣ装置と前記オフセット調整装置とのどちらか一方を選択する切替手段と、
を備えたことを特徴とする直交変調器の調整装置。
【請求項７】
ＩＱ信号に直交変調を施して送信信号として出力する直交変調器に用いられ、前記ＩＱ信号のオフセットを調整するためのＩＱオフセット調整プログラムにおいて、
前記直交変換器から出力された前記送信信号に含まれるキャリアリーク成分を検出するキャリアリーク成分検出手段、
及び、このキャリアリーク成分検出手段で検出されるキャリアリーク成分が低下するように、前記直交変調器に入力される前記ＩＱ信号の直流成分を変化させる直流成分制御手段、
としてコンピュータを機能させることを特徴とするＩＱオフセット調整プログラム。
【請求項８】
ＩＱ信号に直交変調を施して送信信号として出力する直交変調器に用いられ、前記ＩＱ信号のオフセットを調整するためのＩＱオフセット調整プログラムにおいて、
前記直交変調器に入力される前記ＩＱ信号を直流成分のみとする直流成分出力手段、
及び、前記直交変調器から出力されるキャリアリーク成分が低下するように、前記直交変調器に入力される前記ＩＱ信号の直流成分を変化させる直流成分制御手段、
としてコンピュータを機能させることを特徴とするＩＱオフセット調整プログラム。
【請求項９】
ＩＱ信号に直交変調を施して送信信号として出力する直交変調器に用いられ、前記ＩＱ信号のオフセットを調整するためのＩＱオフセット調整プログラムにおいて、
前記直交変換器から出力された前記送信信号に含まれるサイドバンドリーク成分を検出するサンドバンドリーク成分検出手段、
及び、このサイドバンドリーク成分検出手段で検出されるサイドバンドリーク成分が低下するように、前記直交変調器に入力される前記ＩＱ信号の振幅を変化させる振幅制御手段、
としてコンピュータを機能させることを特徴とするＩＱオフセット調整プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話端末等の無線通信装置の変調器に関し、詳しくはＩＱ信号に直交変調を施して送信信号として出力する直交変調器に付設され、そのＩＱ信号のオフセットを調整するＩＱオフセット調整装置等に関する。なお、ここでいう「オフセット」には、ＩＱ信号の直流成分の他に、ＩＱ信号の振幅なども含むものとする。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話端末等の無線通信装置には、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）、π／４シフトＱＰＳＫ、８ＰＳＫ、ＨＰＳＫ（Hybrid Phase
Shift Keying）等、いわゆる変調キャリアのＩ−Ｑ平面上に通信情報がマッピングされる変調方式が広く用いられている。かかる携帯電話端末等は、ＩＱ信号をベースバンド側の回路で生成し、直交変調器で変調を掛けて無線信号を作り出す構成とされる。
【０００３】
ところで、ベースバンド側の回路から出力されるＩＱ信号や、直交変調器側のＩＱ入力回路に直流成分が残留していると、変調された無線信号にキャリア成分が重畳することにより、いわゆる原点オフセットが大きくなって、変調精度（以下「ＥＶＭ：Error Vector Magnitude」という。）が劣化したり復調側でのエラーが増加したりするなどの不具合が生じる。これらの直流オフセット成分は、デバイスに依存してばらつく特性を持っているため、ゼロであることはない。
【０００４】
直交変調器のＩＱ入力回路に直流成分が残留していると、ＩＱの入力に直流分が重畳され、「キャリアリーク（carrier leak）」と呼ばれる不要な信号が発生する。信号成分に対するキャリアリーク成分の割合が大きいと、変調出力信号の原点オフセットが大きくなることにより、ＥＶＭの劣化が生じたり、復調側での復調誤りが増大したりする要因になる。前述したように、オフセット成分は、デバイス（例えば直交変調器を含む半導体デバイス）に依存してばらつく特性をもっているため、ゼロであることはない。しかし、デバイス等においてオフセット許容値を狭く設定すると、デバイス等の製造時の検査でオフセット不良により、歩留まりを低下させることになる。
【０００５】
このため、無線通信装置を製造する際に、残留オフセット成分を検出して、これをキャンセルするような仕組みが必要となる。これらの処理は、「ＩＱオフセット調整」と呼ばれ、直交変調器を用いる携帯電話端末等の製造には、必須の処理（工程）とされる。ＩＱオフセット調整を行うためには、スペクトラムアナライザを用いて、多数回に渡って人為的に調整を行うため、調整時間を要し、また測定器等の設備も必要となる。
【０００６】
ここで、従来のＩＱオフセット調整法の典型例について概説しておく。ＩＱオフセット調整は、ＩＱ信号それぞれの残留オフセット値を検出し、それをＩＱ信号に意図的に直流オフセットを加えてキャンセルを行うためのものである。Ｉ信号とＱ信号は２次元信号であることから、Ｉ信号とＱ信号の両方を同時に調整することは困難である。そこで、ＩＱの直交性を利用してＩ信号とＱ信号の片側ずつを、最適なオフセットキャンセル量になるように、調整を行っている。
【０００７】
まず、Ｉ側のオフセット量をある固定値に設定し、Ｑ側のオフセット量を変化させ、いくつか測定して、最もキャリアリークが小さくなるような、Ｑ側のオフセットを見いだして、Ｑ側の最良点とする。同様に、求めたＱ側のオフセット量を最良点で固定し、Ｉ側のオフセット量を変化させ、最もキャリアリークが小さくなるような値をＩ側の最良点とする。再度、Ｉ側を固定し、Ｑ側を変化させて、最良点を求める。以上の処理を、ＩＱオフセットの値が変わらなくなるまで繰り返すという手順により、ＩＱオフセット量の調整が行われる。
【０００８】
しかしながら、このような調整手法では、逐次的又は経験的に、ＩＱオフセット量を求めているため、多数回の測定・調整が必要となり、１台の端末（無線通信装置）の調整にかかる時間も安定せず、時間を要する。
【０００９】
なお、特許文献１には、数回の原点オフセット量の測定で補正すべきＩＱオフセット量を算術的に算出する構成が開示されている。しかしながら、この方法は、キャリアリーク量を測るのではなく、原点オフセット量を直接測ろうとするものであり、毎回１つのＩＱのオフセット対を設定しなければならない。
【００１０】
【特許文献１】特開２０００−１２４９６４号公報（第４〜５頁、第４図）
【特許文献２】特開２００５−２１７９１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記したように、従来のＩＱオフセット調整では、ＩＱオフセット量に被調整対象のデバイスごとのばらつきがあり、スペクトラムアナライザを用いてＩ信号とＱ信号の２次元で調整を行う必要があることから、作業者の技量及び時間を要する。また、補正すべきＩＱオフセット量を決めるには、多数回に渡って、ＩＱ信号に直流オフセットを加え、その時のキャリアリーク量を減らす調整方法が一般に用いられており、この場合、多数回のＩＱオフセット設定とキャリアリーク量の測定を繰り返す必要があり、時間を要する。
【００１２】
そして、上記特許文献１によれば、測定回数自体は大幅に減るものの、複数回の測定と設定を繰り返すことには変わりはなく、調整に時間を要する。長時間の調整時間は、携帯電話端末等の量産において、生産性を損ない、製造コストの低減を困難としている。
【００１３】
また、送信信号に含まれるサイドバンドリーク成分が大きいと、キャリアリーク成分と同様に、ＥＶＭを劣化させる原因となる。
【００１４】
そこで、本発明の目的は、送信回路の直交変調器のＩＱオフセットの調整時間を、特段に短縮しながら、高精度化を達成し、テストコストを低減する装置等を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明に係る第一のＩＱオフセット調整装置は、ＩＱ信号に直交変調を施して送信信号として出力する直交変調器に付設され、ＩＱ信号のオフセットを調整するものであり、キャリアリーク成分検出手段及び直流成分制御手段を備えている。キャリアリーク成分検出手段は、直交変換器から出力された送信信号に含まれるキャリアリーク成分を検出する。直流成分制御手段は、キャリアリーク成分検出手段で検出されるキャリアリーク成分が低下するように、直交変調器に入力されるＩＱ信号の直流成分を変化させる。
【００１６】
ＩＱ信号の直流成分が増えると、送信信号に含まれるキャリアリーク成分が増え、その結果ＥＶＭ劣化等が増大する。そこで、直流成分制御手段が直流成分を変化させ、キャリアリーク成分検出手段がキャリアリーク成分を検出して直流成分制御手段へフィードバックすることにより、キャリアリーク成分が低下するように直流成分を自動的に変化させることができる。
【００１７】
また、キャリアリーク成分検出手段は、キャリアリーク成分の周波数を抽出するフィルタである、としてもよい。キャリアリーク成分は、ベースバンド信号の周波数だけ送信信号よりも低いので、フィルタによって抽出が可能である。
【００１８】
本発明に係る第二のＩＱオフセット調整装置は、ＩＱ信号に直交変調を施して送信信号として出力する直交変調器に付設され、ＩＱ信号のオフセットを調整するものであり、直流成分出力手段及び直流成分制御手段を備えている。直流成分出力手段は、直交変調器に入力されるＩＱ信号を直流成分のみとする。直流成分制御手段は、直交変調器から出力されるキャリアリーク成分が低下するように、直交変調器に入力されるＩＱ信号の直流成分を変化させる。
【００１９】
直交変調器に入力されるＩＱ信号を直流成分のみとすると、直交変調器からはキャリアリーク成分のみが出力される。そこで、直流成分制御手段が直流成分を変化させ、直交変調器から出力されたキャリアリーク成分を直流成分制御手段へフィードバックすることにより、キャリアリーク成分が低下するように直流成分を自動的に変化させることができる。この場合は、キャリアリーク成分検出手段が不要となる。
【００２０】
本発明に係る第三のＩＱオフセット調整装置は、ＩＱ信号に直交変調を施して送信信号として出力する直交変調器に付設され、ＩＱ信号のオフセットを調整するものであり、サンドバンドリーク成分検出手段及び振幅制御手段を備えている。サンドバンドリーク成分検出手段は、直交変換器から出力された送信信号に含まれるサイドバンドリーク成分を検出する。振幅制御手段は、サイドバンドリーク成分検出手段で検出されるサイドバンドリーク成分が低下するように、直交変調器に入力されるＩＱ信号の振幅を変化させる。
【００２１】
ＩＱ信号の振幅に応じて、送信信号に含まれるサイドバンドリーク成分が増え、その結果ＥＶＭ劣化等が増大する。そこで、振幅制御手段がＩＱ信号の振幅を変化させ、サイドバンドリーク成分検出手段がサイドバンドリーク成分を検出して振幅制御手段へフィードバックすることにより、サイドバンドリーク成分が低下するように振幅を自動的に変化させることができる。
【００２２】
また、サイドバンドリーク成分検出手段は、サイドバンドリーク成分の周波数を抽出するフィルタである、としてもよい。サイドバンドリーク成分は、ベースバンド信号の周波数の二倍だけ送信信号よりも低いので、フィルタによって抽出が可能である。
【００２３】
本発明に係る直交変調器の調整装置は、本発明に係る第一又は第三のＩＱオフセット調整装置、ＡＰＣ（Automatic Power Control）装置及び切替手段を備えている。ＡＰＣ装置は、直交変換器から出力された送信信号のパワーレベルを検出し、このパワーレベルが一定になるように、直交変調器の有するアンプのゲインを調整するとともに、ＩＱオフセット調整装置と構成の一部を共用している。切替手段は、ＩＱオフセット調整装置及びＡＰＣ装置のどちらか一方を選択する。
【００２４】
一般の無線通信機には、既にＡＰＣ装置が設けられている。ＩＱオフセット調整装置は、ＡＰＣ装置の例えば検波回路やＡ／Ｄ変換器等を共用する構成とすることにより、構成部品の有効利用が図れるので、小型化及び低価格化が実現される。
【００２５】
本発明に係る第一のＩＱオフセット調整プログラムは、前述のキャリアリーク成分検出手段及び直流成分制御手段として、コンピュータを機能させるためのものである。本発明に係る第二のＩＱオフセット調整プログラムは、前述の直流成分出力手段及び直流成分制御手段として、コンピュータを機能させるためのものである。本発明に係る第三のＩＱオフセット調整プログラムは、前述のサイドバンドリーク成分検出手段及び振幅制御手段として、コンピュータを機能させるためのものである。
【００２６】
換言すると、本発明は、直交変調器を持つ無線通信機又は携帯電話機において、迅速かつ自動的にＩＱオフセット調整を行うことを特徴とする。また、本発明は、次のように構成することもできる。（１）．ベースバンド回路内のＤＳＰにフィルタ機能を持たせることによって、キャリアリークを抽出してＩＱオフセット調整を可能にするシステム。（２）．（１）のシステムにおいて、通常動作に用いられるＡＰＣ検波回路とフィードバック機能を使用するこことで、自動的にＩＱオフセット調整を可能にする調整方法。（３）．ＩＱオフセット調整による追い込みをベースバンド部内のＤＳＰによるプログラムで実現する調整方法。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、ＩＱオフセットを無線通信機自身が自動的に調整できるので、ＩＱオフセットの調整に要する時間を大幅に短縮できるとともに、スペクトラムアナライザ等の調整に要する設備も削減できる。
【００２８】
換言すると、本発明は次の効果を奏する。（１）．ベースバンド部のＤＳＰにおいてキャリアリーク成分のみを取り出すフィルタを追加することで、ＩＱオフセットを自動調整することが可能となる。（２）．従来は、スペクトラムアナライザで測定を行っていたため、多くの調整時間を要していた。これに対し、本発明では、ＡＰＣ機能の一部を用いているため、非常に短時間での調整が可能である。なお、調整できているか否かを、スペクトラムアナライザで確認することはもちろん可能である。（３）．端末自身で自動調整を行うことにより、調整用の測定器を必要としないので、製造工程での設備投資の削減が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
図１は、本発明に係る調整装置の第一実施形態を示すブロック図である。図２［１］は、図１の調整装置の一部を示すブロック図である。以下、この図面に基づき説明する。
【００３０】
本実施形態の調整装置は、無線通信機１０の一部として設けられ、検波回路１３、ＬＰＦ１７、Ａ／Ｄ変換器１５２、ＣＰＵ１６などから成るＡＰＣ装置と、検波回路１３、Ａ／Ｄ変換器１５２、ディジタルフィルタ１５１、ＣＰＵ１６などから成るＩＱオフセット調整装置と、スイッチ１５３，１５４，１５５などから成る切替手段と、を備えている。ＡＰＣ装置は、直交変換器１４から出力された送信信号のパワーレベルを検出し、このパワーレベルが一定になるように、直交変調器１４の有するアンプ１４６のゲインを調整するとともに、検波回路１３、Ａ／Ｄ変換器１５２、ＣＰＵ１６などをＩＱオフセット調整装置と共用している。切替手段は、ＩＱオフセット調整装置及びＡＰＣ装置のどちらか一方を選択する。
【００３１】
無線通信機１０は、アンテナ１１、ＲＦ回路１２、検波回路１３、直交変調器１４、ベースバンド回路１５、ＣＰＵ１６、ＬＰＦ１７などから成る。ＲＦ回路１２は、直交変調器１４とアンテナ１１との間に設けられ、例えばアンプ、電源等から成り、直交変調器１４から出力された送信信号を増幅してアンテナ１１へ供給する。検波回路１３は、ダイオード等から成り、ＲＦ回路１２から出力された送信信号に対して包絡線検波を施す。ＬＰＦ１７は、検波回路１３の出力信号から交流成分を除去してベースバンド回路１５へ出力する。
【００３２】
直交変調器１４は、ＲＦＩＣから成り、ミキサ１４１，１４２と、ミキサ１４１，１４２の出力信号を加算する加算器１４５と、搬送波（sinωcｔ）を生成するローカルオシレータ１４３と、ローカルオシレータ１４３からの搬送波とその位相を９０度シフトした信号とをミキサ１４２，１４１にそれぞれ供給する位相シフタ１４４と、加算器１４５の出力信号を増幅してＲＦ回路１２へ出力するアンプ１４６とを備えている。ミキサ１４１は、ベースバンド回路１５からの相補のＩ信号（非反転）及びＩＢ信号（反転）を差動入力し、これらと９０度位相がシフタした搬送波との乗算を行う。ミキサ１４２は、相補のＱ信号（非反転）及びＱＢ信号（反転）を差動入力し、これらと搬送波との乗算を行う。ローカルオシレータ１４３からの搬送波は、差動モードでミキサ１４１，１４２に供給される構成としてもよい。ミキサ１４１，１４２は、例えばよく知られたギルバートマルチプライヤ等が用いられる。アンプ１４６は、そのゲインがＣＰＵ１６によって制御される。
【００３３】
ベースバンド回路１５は、ＩＱ信号（ベースバンド信号：sinωbｔ，cosωbｔ）を出力する一般的な構成の他に、ディジタルフィルタ１５１、Ａ／Ｄ変換器１５２、スイッチ１５３〜１５５等を備えている。
【００３４】
本実施形態におけるＩＱオフセット調整装置は、ＩＱ信号に直交変調を施して送信信号として出力する直交変調器１４に付設され、ＩＱ信号のオフセットを調整するものであり、キャリアリーク成分検出手段としてのディジタルフィルタ１５１と、図２［１］に示す直流成分制御手段３０と、を備えている。ディジタルフィルタ１５１は、ＤＳＰ内にコンピュータプログラムによって実現され、直交変換器１４からＲＦ回路１２及び検波回路１３を介して出力された送信信号に含まれるキャリアリーク成分を検出する。直流成分制御手段３０は、ディジタルフィルタ１５１で検出されるキャリアリーク成分が低下するように、直交変調器１４に入力されるＩＱ信号の直流成分を変化させる。
【００３５】
Ｉ信号側の直流成分制御手段３０は、例えば図２［１］に示すように、直流基準電圧Ｖdcを増幅するアンプ３１と、補正前のＩ信号（sinωbｔ＋Ａ）からアンプ３１の出力信号αを減算する減算器３２と、キャリアリーク成分に応じて例えばＡ−αが許容値以下になるようにアンプ３１のゲインを制御する制御部３３と、を備えている。アンプ３１及び減算器３２は、例えばベースバンド回路１５内に設けられている。制御部３３は、例えばＣＰＵ１６内にコンピュータプログラムによって実現されている。Ｑ信号側の直流成分制御手段も、図２［１］と同様の構成である。なお、直流成分制御手段３０全体を、コンピュータプログラムで実現することも可能である。
【００３６】
ＩＱ信号の直流成分が増えると、送信信号に含まれるキャリアリーク成分が増え、その結果ＥＶＭ劣化等が増大する。そこで、直流成分制御手段３０が直流成分αを変化させ、ディジタルフィルタ１５１がキャリアリーク成分を検出して直流成分制御手段３０へフィードバックすることにより、キャリアリーク成分が低下するように直流成分αを自動的に変化させることができる。
【００３７】
また、本実施形態では、一般的な無線通信機に既設されているＡＰＣ装置の検波機能を用い、ベースバンド回路１５のＤＳＰにフィルタ機能を持たせることにより、ＩＱオフセット調整を実現している。ＡＰＣ装置は、送信出力パワーを検波し、検波電圧を一定に保つようにゲインを制御することによって、所望の一定電力を得る。以下に、ＡＰＣ装置の動作を、図１に基づき説明する。
【００３８】
ベースバンド回路１５からＩＱ信号が出力され、そのＩＱ信号が直交変調器１４に入力される。入力されたＩＱ信号は、それぞれミキサ１４１，１４２でローカル信号とミキシングされ、ＲＦ信号に変換される。変換されたＲＦ信号は、加算器１４５でＩ信号とＱ信号とが加算され出力される。更に、その出力信号は、アンプ１４６によって増幅され、ＲＦ回路１２を介してアンテナ１１から送信信号として空中へ出力される。
【００３９】
また、ＲＦ回路１２から出力された送信信号は、別系統で検波回路１３によって包絡線検波され、ＬＰＦ１７によって交流成分が取り除かれた電圧値に変換され、ベースバンド回路１５へフィードバックされる。ベースバンド回路１５は、この電圧値に対してＡ／Ｄ変換器１５２を用いてアナログ信号からディジタル信号に変換し、その結果を検波値としてＣＰＵ１６に報告する。ＣＰＵ１６は、この検波値をモニターしつつ、送信出力パワーが所望の値になるように、直交変調器１４のアンプ１４６のゲインを制御する。
【００４０】
次に、このＡＰＣ装置の検波機能を用いて、ＩＱオフセット調整を行うＩＱオフセット調整装置について説明する。
【００４１】
まず、ＩＱオフセット調整によって発生するキャリアリークについて説明する。ＩＱ信号の直流成分のオフセット値をそれぞれＡ，Ｂとすると、直交変調器１４の出力信号Ｐoutは（1）式のようになる。
【００４２】
Ｐout＝（sinωbｔ＋Ａ）cosωcｔ＋（cosωbｔ＋Ｂ）sinωcｔ
＝sinωbｔ・cosωcｔ＋cosωbｔ・sinωcｔ＋Ａcosωcｔ＋Ｂsinωcｔ
＝sin（ωc＋ωb）ｔ＋Ａcosωcｔ＋Ｂsinωcｔ  ・・・（1）
【００４３】
ここで、sin（ωc＋ωb）ｔが信号成分であり、Ａ，Ｂを係数とするＡcosωcｔ＋Ｂsinωcｔがキャリアリーク成分として発生することとなる。出力信号の波形は図３のようになり、ωcの成分がキャリアリーク成分となる。このキャリアリーク成分がＥＶＭを劣化させる原因となっているため、Ａ，Ｂをキャンセルするような直流成分α，βをベースバンド回路１５で発生させＩＱのラインに加算することによって、キャリアリーク量を最小にする必要がある（図２［１］）。
【００４４】
ここで発生したキャリアリーク成分は、アンプ１４６によって増幅され、ＲＦ回路１２を介してアンテナ１１から出力される。また、送信信号は、ＡＰＣ装置の検波回路１３によって検波され、ベースバンド回路１５にその値が報告される。ここで、ＩＱ調整では、ＡＰＣ装置の検波機能のみを用いるため、ＣＰＵ１６からのゲイン制御信号がアンプ１４６に行かないように、ＣＰＵ１６のＡＰＣ機能をＯＦＦにしておく必要がある。
【００４５】
ＩＱ調整を行う際には、ベースバンド回路１５内のスイッチ１５３〜１５５を操作することによって、検波回路１３からＣＰＵ１６までのフィードバックループにおいてＬＰＦ１７を除外しディジタルフィルタ１５１を挿入する。
【００４６】
検波回路１３では、ダイオードによって送信信号が包絡線検波される。そのため、検波回路１３から出力された交流成分には、送信信号の周波数成分からωb離れたキャリアリーク成分と２ωbだけ離れたサイドバンドリーク成分とが含まれている。検波回路１３の出力信号は、ベースバンド回路１５内のＡ／Ｄ変換器１５２によってディジタル値に変換される。キャリアリーク成分であるωbの成分だけを取り出すようなディジタルフィルタ１５１をベースバンド回路１５のＤＳＰに実装して、キャリアリーク成分のみを取り出してＣＰＵ１６に報告を行う。
【００４７】
ディジタルフィルタ１５１は、ＩＱオフセット調整時にのみ適用されるようにスイッチ１５３〜１５５で切り替えられるような構成となっている。通常動作時には、ディジタルフィルタ１５１は挿入されない。つまり、スイッチ１５３〜１５５の各接点は、ＩＱオフセット調整時に「２」となり、通常動作時に「１」となる。
【００４８】
ＩＱ信号の直流成分を変化させると、(1)式よりキャリアリーク成分のみが変化する。そのため、ＣＰＵ１６で得られる検波値が最小になるように、ＩＱ信号の直流成分を制御することによって、最適な直流成分値を選定することが可能となる。この調整では、複数回実行することにより、最適なＩＱ信号の直流成分値を求めることとなる。ＡＰＣ装置の検波周期は非常に短い(ＷＣＤＭＡシステムでは６６６μｓ程度)ため、１回の検波にかかる時間は非常に短時間である。そのため、本実施形態では、測定点の数はあまり大きな問題にはならない。この点がＡＰＣ装置を用いる上でのメリットとなる。
【００４９】
ここで、最適値の追い込み方法について説明する。最適なＩＱ信号の直流成分値の組み合わせを求めるためには、複数回の設定を行い検波信号をフィルタした後の最小値同士の組み合わせを求めることが必要となる。
【００５０】
Ｉ信号とＱ信号は２次元信号であるため、Ｉ信号とＱ信号の両方を同時に調整することは困難であり、ＩＱの直交性を利用して一方の信号ごとに、線形予測法、２分法、ニュートン法などの推定方法を適用して調整を行う。これらの追い込み手法は多数回の調整が必要となるが、本実施形態の調整手法では一回に必要な調整時間が非常に短いため大きな問題にはならない。
【００５１】
このような直流成分値の追い込みプログラムをＣＰＵ１６又はベースバンド回路１５内のＤＳＰ等に組み込むことによって、自動的にＩＱオフセット調整を実行することが可能となる。以下に一例を示す。Ｉ信号とＱ信号は直交しているためＩ信号とＱ信号の片側ずつを、最適なオフセットキャンセル量になるように調整を行う。
【００５２】
まず、Ｉ側のオフセット量をある固定値に設定する。そして、Ｑ側のオフセット量を変化させ、最も検波信号をフィルタした後の値が小さくなるようなＴＸＱオフセットを見いだしてＱ側の最良点とする。同様に、求めたＱ側のオフセット量を最良点で固定し、Ｉ側のオフセット量を変化させ、最も検波値が小さくなるような値をＩ側の最良点とする。再度、Ｉ側を固定しＱ側を変化させて最良点を求める。以上をＩＱオフセット値が変わらなくなるまで繰り返すというような手順で、ＴＸＩ，ＴＸＱオフセット量の調整を行う。なお、規定値は任意に変えることが可能であり、規定値の設定により所望の信号品質を変えることが可能である。
【００５３】
また、測定点を減らす追い込み手法として、３点調整による手法が挙げられる。特許文献２に示されているように、ＩＱ平面上において１点の測定点から調整の最適点までの距離を求めることが可能であり、任意の３点の測定点とその最適点までの距離を求めることによって最適な調整点を求めることが可能となる。この手法を用いれば、測定点を減らすことが可能となるが、本実施形態では非常に短いＡＰＣの更新周期を用いるため、測定点の多さは大きな問題にはならない。
【００５４】
図４は、図１の調整装置の動作を示すフローチャートである。以下、図１乃至図４に基づき、本実施形態の調整装置の動作を説明する。
【００５５】
図４はＩＱオフセット調整過程のフローチャートである。まず、ＣＰＵ１６からの送信オンの制御により、ベースバンド回路１５からＩＱ信号が出力され、直交変調器１４でＲＦ信号に変換された送信信号がアンテナ１１から出力される（ステップ１００，１０１）。本実施形態では、ＡＰＣ装置の検波機能のみを用いるため、ＡＰＣのフィードバック動作を止めるＡＰＣオフを行う（ステップ１０２）。すなわち、ＣＰＵ１６からアンプ１４６へのゲイン制御を行わない。
【００５６】
ここで、ベースバンド回路１５は、ＩＱオフセット調整を行うため、スイッチ１５３〜１５５によりＬＰＦ１７の迂回及びディジタルフィルタ１５１の挿入を行う（ステップ１０３）。そして、ＩＱオフセット設定をＩ側及びＱ側に対して行う（ステップ１０４）。設定されたＩＱオフセット値によって、出力されるキャリアリーク量は変化する。送信信号は、検波回路１３を通して包絡線検波され、ベースバンド回路１５に入力される（ステップ１０５）。入力された検波信号は、ベースバンド回路１５内でＡ／Ｄ変換され（ステップ１０６）、ディジタルフィルタ１５１によってキャリアリーク成分のみが抽出され、その値がＣＰＵ１６に報告される（ステップ１０７）。
【００５７】
設定されたＩＱオフセット値によって、キャリアリーク量が変化するため検波回路１３及びベースバンド回路１５を通してＣＰＵ１６に報告される値は異なる。ここで、ＣＰＵ１６は報告された値と予め決められている規定値とを比較し（ステップ１０８）、規定値を満たさない場合には新たなＩＱオフセット値設定に戻り（ステップ１０４）、規定を満たした場合にはＩＱオフセット調整が終了となる（ステップ１０９）。ＣＰＵ報告値が規定値よりも小さく、つまりキャリアリーク量が規定値よりも小さくなるまで、繰り返しこの動作を続ける。
【００５８】
次に、本発明に係る調整装置の第二実施形態について説明する。本実施形態は、第一実施形態（図１）におけるディジタルフィルタ１５１、ベースバンド回路１５及びＣＰＵ１６の一部が異なるだけである。つまり、第一実施形態と同様の考え方で、ＩＱ信号の直流成分ではなくゲインを調整する。
【００５９】
Ｉ側のゲインをＣ、Ｑ側のゲインをＤとすると、出力電力は(2)式のようになり、余分なサイドバンドリーク成分が発生することが分かる。
【００６０】
Ｐout＝Ｃsinωbｔcosωcｔ＋Ｄcosωbｔsinωcｔ
＝（Ｃ／２）｛sin（ωb＋ωc）ｔ＋sin（ωb−ωc）ｔ｝＋（Ｄ／２）｛sin（ωb＋ωc）ｔ−sin（ωb−ωc）ｔ｝
＝（１／２）｛（Ｃ＋Ｄ）sin（ωc＋ωb）ｔ＋（Ｄ−Ｃ）sin（ωc−ωb）ｔ｝
・・・（2）
【００６１】
ここで、（Ｃ＋Ｄ）sin（ωc＋ωb）ｔが信号成分であり、（Ｄ−Ｃ）sin（ωc−ωb）ｔがサイドバンドリーク成分となり出力される。サイドバンドリーク成分が発生すると、キャリアリーク成分と同様に、ＥＶＭを劣化させる原因となる。
【００６２】
出力信号の波形は図３のようになり、ωc−ωbの成分がサイドバンドリーク成分となる。これをキャンセルするために、ＩＱ信号のゲインを可変して最適な振幅（例えばＣ＝Ｄ）になるように調整することが必要となる。
【００６３】
ここで、キャリアリーク成分の場合と同様にサイドバンドリーク成分のみを取り出すため、ディジタルフィルタ１５１をＤＳＰにより実装することで、サイドバンドリーク成分の調整が可能となる。調整方法はキャリアリーク成分の場合と同様である。
【００６４】
図１及び図２［２］に基づき、更に詳しく説明する。本実施形態のＩＱオフセット調整装置は、ＩＱ信号に直交変調を施して送信信号として出力する直交変調器１４に付設され、ＩＱ信号のオフセットを調整するものであり、サンドバンドリーク成分検出手段としてディジタルフィルタ１５１の及び振幅制御手段４０（図２［２］）を備えている。ディジタルフィルタ１５１は、直交変換器１４から出力された送信信号に含まれるサイドバンドリーク成分を検出する。振幅制御手段４０は、ディジタルフィルタ１５１で検出されるサイドバンドリーク成分が低下するように、直交変調器１４に入力されるＩＱ信号の振幅を変化させる。
【００６５】
Ｉ信号側の振幅制御手段４０は、例えば図２［２］に示すように、補正前のＩ信号（sinωbｔ＋Ａ）をゲインＣで増幅するアンプ４１と、サイドバンドリーク成分に応じて例えばＤ−Ｃが許容値以下になるようにアンプ４１のゲインＣを制御する制御部４２と、を備えている。アンプ４１は、例えばベースバンド回路２５内に設けられている。制御部４２は、例えばＣＰＵ１６内にコンピュータプログラムによって実現されている。Ｑ信号側の振幅制御手段も、図２［２］と同様の構成である。なお、振幅制御手段４０全体を、コンピュータプログラムで実現することも可能である。
【００６６】
ＩＱ信号の振幅に応じて、送信信号に含まれるサイドバンドリーク成分が増え、その結果ＥＶＭ劣化等が増大する。そこで、振幅制御手段４０がＩＱ信号の振幅を変化させ、ディジタルフィルタ１５１がサイドバンドリーク成分を検出して振幅制御手段４０へフィードバックすることにより、サイドバンドリーク成分が低下するようにＩＱ信号の振幅を自動的に変化させることができる。
【００６７】
図５は、本発明に係る調整装置の第三実施形態を示すブロック図である。図６は、図５の調整装置の一部を示すブロック図である。以下、これらの図面に基づき説明する。
【００６８】
本実施形態は、ＡＰＣ装置の検波機能を用い、直交変調器１４に直流成分のみを入力することでＩＱオフセット調整を行うものである。直交変調器１４に入力されるＩＱ信号が直流成分のみから成れば、直交変調器１４の出力信号Ｐoutは(1)式から導き出され（3）式のようになる。
【００６９】
Ｐout＝Ａcosωcｔ＋Ｂsinωcｔ  ・・・（3）
【００７０】
この値はキャリアリーク成分そのものである。キャリアリーク成分は、検波回路１３を介してベースバンド回路２５に検波値が報告される。ここで、既にキャリアリーク成分のみの検波値になっているため、ディジタルフィルタ１５１（図１）によってキャリアリーク成分のみを取り出す必要はない。直流成分のみを入力した直交変調器１４から出力されたキャリアリーク成分が最小になるように、ＩＱ信号の直流成分を変化させて追い込みを行う。キャリアリーク成分の最小の組み合わせになるＩＱ信号の直流成分値が、最終的な設定値となる。
【００７１】
図５及び図６に基づき、更に詳しく説明する。本実施形態におけるＩＱオフセット調整装置は、ＩＱ信号に直交変調を施して送信信号として出力する直交変調器１４に付設され、ＩＱ信号のオフセットを調整するものであり、直流成分出力手段５０及び直流成分制御手段６０を備えている。直流成分出力手段５０は、直交変調器１４に入力されるＩＱ信号を直流成分のみとする。直流成分制御手段６０は、直交変調器１４から出力されるキャリアリーク成分が低下するように、直交変調器１４に入力されるＩＱ信号の直流成分を変化させる。
【００７２】
Ｉ信号側の直流成分出力手段５０は、補正前のＩ信号（sinωbｔ＋Ａ）から交流成分を除去するＬＰＦ５１と、補正前のＩ信号（sinωbｔ＋Ａ）をＬＰＦ５１に通すか否かを選択するスイッチ５２，５３と、を備えている。Ｉ信号側の直流成分制御手段６０は、直流基準電圧Ｖdcを増幅するアンプ６１と、補正前のＩ信号（sinωbｔ＋Ａ）又はＬＰＦ５３によって交流成分が除去されたＩ信号（Ａ）からアンプ６１の出力信号αを減算する減算器６２と、キャリアリーク成分に応じて例えばＡ−αが許容値以下になるようにアンプ６１のゲインを制御する制御部６３と、を備えている。直流成分出力手段５０及び直流成分制御手段６０の構成要素は、例えば制御部３３を除きベースバンド回路２５内に実現されている。制御部３３は、例えばＣＰＵ２６内にコンピュータプログラムによって実現されている。Ｑ信号側の直流成分出力手段及び直流成分制御手段も、図６と同様の構成である。なお、直流成分出力手段５０全体及び直流成分制御手段６０全体を、コンピュータプログラムで実現することも可能である。
【００７３】
ＩＱオフセット調整時、制御部６３はスイッチ５２，５３の接点を「２」にすることにより、直交変調器１４に入力されるＩＱ信号を直流成分のみとする。すると、前述したように直交変調器１４からはキャリアリーク成分のみが出力される。そこで、制御部６３がアンプ６１のゲインを介して直流成分αを変化させ、直交変調器１４から出力されたキャリアリーク成分を制御部６３へフィードバックすることにより、キャリアリーク成分が低下するように直流成分αを自動的に変化させることができる。制御部６３は、キャリアリーク成分が規定値以下になったら、そのときの直流成分αに固定し、スイッチ５２，５３の接点を「１」に戻して、通常の送信動作に対応する。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明に係る調整装置の第一実施形態を示すブロック図である。
【図２】図２［１］は図１の調整装置の一部（第一実施形態）を示すブロック図である。図２［２］は図１の調整装置の一部（第二実施形態）を示すブロック図である。
【図３】送信信号に含まれる各周波数成分を示すグラフである。
【図４】図１の調整装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明に係る調整装置の第三実施形態を示すブロック図である。
【図６】図５の調整装置の一部を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００７５】
１０，２０  無線通信機
１１  アンテナ
１２  ＲＦ回路
１３  検波回路
１４  直交変調器
１５，２５  ベースバンド回路
１５１  ディジタルフィルタ（キャリアリーク成分検出手段、サイドバンドリーク成分検出手段）
１５２  Ａ／Ｄ変換器
１５３〜１５５  スイッチ（切替手段）
１６，２６  ＣＰＵ
１７  ＬＰＦ
３０，６０  直流成分制御手段
４０  振幅制御手段
５０  直流成分出力手段
【図１】
2007235643.tif 000003
【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】
2007235643.tif 000008