(57)【要約】直流オフセットの時間的な変化に追従して、効率よく高精度に直流オフセットを除去し、高品質な無線通信を行う。直流オフセット算出手段（１１）は、受信した無線信号から生成したベースバンド信号に対し、サンプリング時間にもとづいてサンプリングを行って、サンプリング値の平均値を求め、平均値から元のオフセット値を減算して直流オフセットの値を算出する。サンプリング時間設定手段（１２）は、サンプリング時間を直流オフセットの変化に追従させて設定する。直流オフセット除去手段（１３）は、ベースバンド信号の直流レベルから直流オフセット値を減算して、直流オフセットを除去する。
2002058257.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線受信制御を行う無線通信装置において、
受信した無線信号から生成したベースバンド信号に対し、サンプリング時間にもとづいてサンプリングを行って、サンプリング値の平均値を求め、前記平均値から元のオフセット値を減算して直流オフセットの値を算出する直流オフセット算出手段と、
前記サンプリング時間を前記直流オフセットの変化に追従させて設定するサンプリング時間設定手段と、
前記ベースバンド信号の直流レベルから前記直流オフセットの値を減算して、前記直流オフセットを除去する直流オフセット除去手段と、
を有することを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
前記サンプリング時間設定手段は、前記直流オフセットの変化量を測定計算して前記サンプリング時間の設定制御を行う第１のサンプリング時間設定制御または前記直流オフセットの変化量を予測して前記サンプリング時間の設定制御を行う第２のサンプリング時間設定制御の少なくとも一方を行うことを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記サンプリング時間設定手段は、前記第１のサンプリング時間設定制御に対し、隣接区間に対する前記平均値の差分である平均差分値を求め、前記平均差分値と基準値とを比較することで、前記直流オフセットの時間的な変化量を認識して、前記サンプリング時間を適応的に設定することを特徴とする請求項２記載の無線通信装置。
【請求項４】
前記サンプリング時間設定手段は、長いサンプリング時間である長サンプリング時間でサンプリングを行っている時に、基準値の方が前記平均差分値より大きい場合には、前記直流オフセットの変化量が小さいと判断して前記長サンプリング時間を継続し、前記基準値の方が前記平均差分値より小さい場合には、前記変化量が大きいと判断して短いサンプリング時間である短サンプリング時間に設定を変更することを特徴とする請求項３記載の無線通信装置。
【請求項５】
前記サンプリング時間設定手段は、前記長サンプリング時間から前記短サンプリング時間へ移行する時のサンプリング時間の設定制御は、前記長サンプリング時間でサンプリングした区間の後半部分のサンプリング値の平均値を利用することを特徴とする請求項４記載の無線通信装置。
【請求項６】
前記サンプリング時間設定手段は、短サンプリング時間でサンプリングを行っている時に、基準値の方が前記平均差分値より大きい場合には、変化量が小さいと判断して長サンプリング時間に設定を変更し、前記基準値の方が前記平均差分値より小さい場合には、前記直流オフセットの変化が続いていると判断して前記短サンプリング時間を継続することを特徴とする請求項３記載の無線通信装置。
【請求項７】
前記サンプリング時間設定手段は、前記第２のサンプリング時間設定制御に対し、端末装置の移動またはチャネル切り換え制御の少なくとも一方から前記直流オフセットの変化量を予測して、前記サンプリング時間を適応的に設定することを特徴とする請求項２記載の無線通信装置。
【請求項８】
前記サンプリング時間設定手段は、前記端末装置と基地局間とのパイロット信号のレベルをモニタし、前記レベルの値から前記端末装置の移動速度を見積もり、前記直流オフセットの変化量を予測して、前記サンプリング時間を適応的に設定することを特徴とする請求項７記載の無線通信装置。
【請求項９】
前記サンプリング時間設定手段は、キャリア周波数を自動調整する自動周波数制御部の制御電圧をモニタし、前記制御電圧の値から前記端末装置の移動速度を見積もり、前記直流オフセットの変化量を予測して、前記サンプリング時間を適応的に設定することを特徴とする請求項７記載の無線通信装置。
【請求項１０】
前記サンプリング時間設定手段は、信号対妨害比をモニタし、前記信号対妨害比の値から前記端末装置の移動速度を見積もり、前記直流オフセットの変化量を予測して、前記サンプリング時間を適応的に設定することを特徴とする請求項７記載の無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は無線通信装置に関し、特に無線受信制御を行う無線通信装置に関する。
背景技術
近年、携帯電話機をはじめとする移動体通信サービスの需要が急速に増加しており、高度情報化社会の中で無線通信技術の重要性はますます増大している。また、受信技術としては、従来のスーパヘテロダイン方式（周波数変換を行って、受信信号より低い中間周波数にした後に増幅して復調する方式）に代わりダイレクトコンバージョン方式が注目されている。
ダイレクトコンバージョン方式は、ＲＦ周波数の受信信号を周波数変換することなく増幅し、直接ベースバンドに復調する方式である。図８は従来のダイレクトコンバージョン受信機の概略構成を示す図である。ダイレクトコンバージョン受信機４００は、アンテナ４０１、アンプ４０２、ローカルオシレータ４０３、π／２移相器４０４、ミキサ４０５ａ、４０５ｂ、フィルタ４０６ａ、４０６ｂから構成される。
送信されたＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号は、アンテナ４０１で受信され、アンプ４０２で増幅される。ローカルオシレータ４０３は、受信したＲＦ信号と同一周波数の局発信号を発振する。π／２移相器４０４は、ローカルオシレータ４０３からの局発信号をπ／２移相する。ミキサ４０５ａは、入力信号とローカルオシレータ４０３からの局発信号との積をとり、ミキサ４０５ｂは、入力信号とπ／２移相器４０４の出力との積をとる。そして、ミキサ４０５ａ、４０５ｂからは各位相軸に対応したベースバンド信号（中心周波数がゼロ）が出力される。フィルタ４０６ａ、４０６ｂは、入力信号に対してチャネル選択のフィルタリング処理を行う。
このような構成からなるダイレクトコンバージョン方式は、実質的にイメージがないので、従来必要であったイメージを除去するためのフィルタが不要である。また、チャネル選択度を得るためのフィルタも半導体集積回路上に集積できるので、小型の移動通信機器に適している。
一方、このようなダイレクトコンバージョン受信機４００の問題点として、ローカルオシレータ４０３からの局発信号の漏洩成分により、ベースバンド信号の直流レベルが変動し、ベースバンド信号に不要なオフセット（以降、直流オフセットと呼ぶ）がかかってしまうといった問題があった。
図９は直流オフセットが発生する原因を説明するための図である。受信周波数と局発周波数が等しいダイレクトコンバージョン方式では、ミキサ４０５のＲＦ入力部とＬＯ入力部とのアイソレーションが完全であれば、局発信号のエネルギの一部がＲＦ入力部へ伝達されることはないが、実際には完全にアイソレートすることはできないため、局発信号成分がＲＦ入力部の方に漏れてしまうといった現象が生じる。
すると、その漏れ成分がミキサ４０５で再びダウンコンバートされて受信信号に重なる（セルフミキシング）ことで直流オフセットとなり、受信信号に対する妨害波となってしまう。
また、ダイレクトコンバージョン方式では、アンテナ４０１の通過帯域内に局発周波数が含まれることから、局発信号の漏れ成分は、アンテナ４０１を通って空中に放射されることがある。この場合、空中に放射された漏れ成分が物体に反射して元のアンテナ４０１で受信されたりすると、再びダウンコンバートされて、直流オフセットが生じることになる。
さらに、受信機の近くに同じチャネルで通信を行っている他の受信機があれば、そこから発せられた局発信号の漏れ成分が侵入してしまうことで、同様にして直流オフセットが生じることになる。
このような直流オフセットを除去するために、従来技術として例えば、特開平９−１６８０３７号公報が提案されている。これは、ベースバンド信号を一定時間サンプリングして、（＋）ピーク値と（−）ピーク値とを検出し、その平均値を算出する。そして、求めた平均値から直流オフセットを算出し、これを制御対象のベースバンド信号から除去している。
しかし、上記のような従来技術は、サンプリング時間（サンプリング間隔の時間）が常に一定であるため、直流オフセットの時間的な変化に対して追従できないといった問題があった。直流オフセットは、受信機が移動したりすれば時間的に変化する。特に高速移動やチャネル切り換え直後は、直流オフセットは急激に変化することになる。
図１０は直流オフセットが急激に変化した様子を示す図である。横軸に時間、縦軸に信号電圧値をとり、直流オフセットがかかったミキサ出力のベースバンド信号を示している。
Ｖｏｆｆｓｅｔは、システムに本質的に存在するオフセットと、局発信号の漏れ成分により発生した不要な直流オフセットとを足した値である。時刻ｔにおいて、直流オフセットが急激に変化したとする。従来技術では、このような場合に、サンプリング時間が常に一定であるために、直流オフセットの値を正確に求めることができない。
すなわち、サンプリング時間を常に長く設定すると、急激な変化に対応できなくなるため、見積もった直流オフセット値の誤差が大きくなり、元のベースバンド信号から適切な値の直流オフセットを除くことができなくなる。直流オフセットの急激な変化に対応するために、逆にサンプリング時間を常に短く設定しておくとノイズなどの異常データの影響を受けやすくなってしまう。
発明の開示
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、直流オフセットの時間的な変化に追従して、効率よく高精度に直流オフセットを除去し、高品質な無線通信を行う無線通信装置を提供することを目的とする。
本発明では上記課題を解決するために、図１に示すような、無線受信制御を行う無線通信装置１０において、受信した無線信号から生成したベースバンド信号に対し、サンプリング時間にもとづいてサンプリングを行って、サンプリング値の平均値を求め、平均値から元のオフセット値を減算して直流オフセットの値を算出する直流オフセット算出手段１１と、サンプリング時間を直流オフセットの変化に追従させて設定するサンプリング時間設定手段１２と、ベースバンド信号の直流レベルから直流オフセットの値を減算して、直流オフセットを除去する直流オフセット除去手段１３と、を有することを特徴とする無線通信装置１０が提供される。
ここで、直流オフセット算出手段１１は、受信した無線信号から生成したベースバンド信号に対し、サンプリング時間にもとづいてサンプリングを行って、サンプリング値の平均値を求め、平均値から元のオフセット値を減算して直流オフセットの値を算出する。サンプリング時間設定手段１２は、サンプリング時間を直流オフセットの変化に追従させて設定する。直流オフセット除去手段１３は、ベースバンド信号の直流レベルから直流オフセットの値を減算して、直流オフセットを除去する。
本発明の上記および他の目的、特徴および利点は本発明の例として好ましい実施の形態を表す添付の図面と関連した以下の説明により明らかになるであろう。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の無線通信装置の原理図である。無線通信装置１０は、無線信号の受信制御を行う。なお、以降の説明ではダイレクトコンバージョン方式の無線制御を対象にして説明する。
直流オフセット算出手段１１は、受信した無線信号をダイレクトコンバージョンして生成したベースバンド信号に対し、サンプリング時間（サンプリング間隔の時間）にもとづいてサンプリングを行って、サンプリング値の平均値を算出する。例えば、区間Ａ１では３回サンプリングしているので、サンプリング値（信号電圧値）ａ１、ａ２、ａ３の平均値（平均の直流電圧値）は（ａ１＋ａ２＋ａ３）／３となる。
そして、平均値から、元のオフセット値（システムに本質的に存在するオフセット）を減算すれば、この値を直流オフセット値とみなすことができる。
サンプリング時間設定手段１２は、上記のサンプリング時間を直流オフセットの時間的な変化に追従させて設定する。例えば、図に示す概念図では、区間Ａ１では、直流オフセットの変化が小さいと見て（区間Ａ０と比べて区間Ａ１における直流電圧の変化は小さい）サンプリング時間を長くとっており、区間Ａ２では直流オフセットの変化が大きいので（区間Ａ２における直流電圧の変化は、区間Ａ１と比べて急激に増加している）サンプリング時間を短くとっている。このように、直流オフセットの変化の度合いに応じてサンプリング時間を適応的に設定する。
なお、直流オフセットの変化量を判断してサンプリング時間を設定する場合には、第１のサンプリング時間設定制御または第２のサンプリング時間設定制御の少なくとも一方を行って、サンプリング時間を設定する。
第１のサンプリング時間設定制御は、直流オフセットの変化量を実際に測定計算してサンプリング時間の設定制御を行うものである。また、第２のサンプリング時間設定制御は、直流オフセットの変化量に影響を与える要素からこの変化量を予測して（急激に変化するか、緩やかに変化するかといったことの予測）、サンプリング時間の設定制御を行うものである。詳細は後述する。
直流オフセット除去手段１３は、補正すべきベースバンド信号の直流レベルから、直流オフセット算出手段１１で算出した直流オフセット値を減算して、不要な直流オフセットを除去し、所望のベースバンド信号を生成する。
次に本発明の無線通信装置１０をダイレクトコンバージョン方式の携帯電話機に適用した場合を例にして構成及び動作について詳しく説明する。図２は携帯電話機の全体構成を示す図である。
携帯電話機１００は、アンテナ１０１、デュプレクサ（分岐部）１０２、送信部１０３、受信部１１０、信号処理部１０４、マイク１０５、スピーカ１０６から構成される。
送信制御に対しては、マイク１０５から入った音声信号を信号処理部１０４にて符号化し、送信部１０３で変調を行い、デュプレクサ１０２を介してアンテナ１０１から信号を送信する。また、受信制御に対しては、アンテナ１０１から受信した信号をデュプレクサ１０２を介して受信部１１０にて復調し、信号処理部１０４で音声信号に変換して、スピーカ１０６から音声を出力する。なお、本発明の機能は、受信部１１０に含まれる。
図３は受信部１１０の構成を示す図である。アンテナ１０１と接続する受信部１１０は、ＲＦフィルタ１１１−１、ＲＦアンプ１１１−２、ミキサ１１２ａ、１１２ｂ、ローカルオシレータ１１３、π／２移相器１１４、低域通過フィルタ１１５ａ、１１５ｂ、ベースバンドアンプ１１６ａ、１１６ｂ、Ａ／Ｄ部１１７ａ、１１７ｂ、直流オフセット算出手段１１ａ、１１ｂ、サンプリング時間設定手段１２、直流オフセット除去手段１３ａ、１３ｂから構成される。
また、直流オフセット除去手段１３ａ、１３ｂは、Ｄ／Ａ部１３ａ−１、１３ｂ−１、バリアブル・アッテネータ１３ａ−２、１３ｂ−２、加算器１３ａ−３、１３ｂ−３から構成される。
アンテナ１０１で受信されたＲＦ信号は、ＲＦフィルタ１１１−１を通過後、ＲＦアンプ１１１−２で増幅され、その後２つの経路に分けられる。ローカルオシレータ１１３は、ＲＦ信号と同じ周波数の局発信号を発振する。π／２移相器１１４は、この局発信号をπ／２移相する。
ミキサ１１２ａは、ＲＦ信号とπ／２移相器１１４の出力とをミキシングし、ミキサ１１２ｂは、ＲＦ信号と局発信号とをミキシングする。そして、ミキサ１１２ａ、１１２ｂから、ベースバンド信号（Ｉ信号、Ｑ信号）が出力される。以降、各位相軸の構成及び動作は同じなので、Ｉ軸の経路についてのみ説明する。
ミキサ１１２ａから出力されるベースバンド信号は、低域通過フィルタ１１５ａを通ることでチャネル選択が行われ、ベースバンドアンプ１１６ａで増幅される。Ａ／Ｄ部１１７ａは、増幅されたベースバンド信号をデジタル化する。
直流オフセット算出手段１１ａは、サンプリング時間設定手段１２で設定されたサンプリング時間にもとづいて、Ａ／Ｄ部１１７ａから出力されるデジタル信号をサンプリングし、一定区間内の平均値を計算する。そして、この平均値から所定のオフセット電圧値を差し引いて直流オフセットを算出し、この直流オフセットの値を出力する。
Ｄ／Ａ部１３ａ−１は、受信した直流オフセット値をアナログ信号に変換する。バリアブル・アッテネータ１３ａ−２は、ベースバンドアンプ１１６ａで増幅された分だけＤ／Ａ部１３ａ−１の出力信号を減衰させる。加算器１３ａ−３は、元のベースバンド信号からバリアブル・アッテネータ１３ａ−２の出力信号を差し引く。このような構成により、直流オフセットの算出はデジタル化した信号で行い、直流オフセットの除去はアナログ化した信号で行っている。
次にサンプリング時間設定手段１２の第１のサンプリング時間設定制御について説明する。第１のサンプリング時間設定制御では、ベースバンド信号の直流レベル変化の度合いを測定計算して、サンプリング時間の設定を変化させる。
具体的には、あるサンプリング時間と次のサンプリング時間での平均値の差と、あらかじめ設定した基準値と、の大小を比較することでベースバンド信号レベルの変化が、サンプリング時間を変化させる必要があるほど急激かどうかを判断する。
なお、以降では、長いサンプリング時間である長サンプリング時間Ｔｓａｍｐ＿Ｌと、それに比較して短いサンプリング時間である短サンプリング時間Ｔｓａｍｐ＿Ｓの２種類のサンプリング時間の設定を行うものとする。また、サンプリング区間に番号をつけ、区間ｉなどと表すことにする。そして、区間ｉと区間（ｉ＋１）の平均値の差である平均差分値をΔＶと表す。さらに、サンプリング時間をより短くするときのΔＶの基準値をＶｔｈ１、長くするときの基準値をＶｔｈ２と表す。
図４は第１のサンプリング時間設定制御の動作を示すフローチャートである。開始時のサンプリング時間がＴｓａｍｐ＿Ｌの場合である。
〔Ｓ１〕区間ｉと区間（ｉ＋１）におけるデジタル信号レベルの平均値をそれぞれ計算する。
〔Ｓ２〕平均差分値ΔＶを計算する。
〔Ｓ３〕平均差分値ΔＶと、基準値Ｖｔｈ１とを比較する。ΔＶ＜Ｖｔｈ１であれば、ステップＳ４へ、ΔＶ＞Ｖｔｈ１であればステップＳ５へいく。
〔Ｓ４〕区間ｉから区間（ｉ＋１）にかけてのデジタル信号レベルの変化量は小さいと判断し、サンプリング時間の変更は行わず、長サンプリング時間Ｔｓａｍｐ＿Ｌを継続する。
〔Ｓ５〕区間ｉから区間（ｉ＋１）にかけてのデジタル信号レベルに急激な変化があったと判断する。そして、区間（ｉ＋１）から区間（ｉ＋２）にかけての平均差分値ΔＶを計算する際には、平均値を求めるために区間（ｉ＋１）内のすべてのサンプリングデータを使うのではなく、その後半のデータだけを使って区間（ｉ＋１）の平均値を計算し直す（図５で後述）。
〔Ｓ６〕区間（ｉ＋２）以降では、サンプリング時間をより短い短サンプリング時間Ｔｓａｍｐ＿Ｓに変更する。
図５は後半のサンプリングデータを使って平均値を求める様子を示す図である。（Ａ）は区間ｉから区間（ｉ＋１）にかけてのサンプリング、（Ｂ）は区間（ｉ＋１）から区間（ｉ＋２）にかけてのサンプリングの状態を示している。
（Ａ）に対し、長サンプリング時間Ｔｓａｍｐ＿Ｌでサンプリングを行っている場合に、区間ｉから区間（ｉ＋１）にかけて信号レベルに急激な変化があったことを認識したとする（図では区間（ｉ＋１）で急激変化が生じていることを示している）。
そして、（Ｂ）では、区間（ｉ＋１）と区間（ｉ＋２）の平均差分値ΔＶを求めて、この隣接区間での変化の度合いを測定することになるが、この場合、区間（ｉ＋１）の後半部分のみのＴｓａｍｐ＿Ｌでサンプリングしたサンプリングデータを用いて、平均値をあらたに算出する。
なぜなら、区間（ｉ＋１）で生じた変化の度合いが区間（ｉ＋２）でも継続するものとみなすと、区間（ｉ＋１）と区間（ｉ＋２）の平均差分値ΔＶを求めて基準値Ｖｔｈ１と比較測定する場合、区間（ｉ＋１）の全体の平均値と、区間（ｉ＋１）の後半部分（区間（ｉ＋２）の変化の勾配とほぼ同じ勾配の部分）の平均値とでは、後者の平均値を用いて平均差分値ΔＶを算出した方が、より誤差の少ない比較測定が行えるからである。
このように、長サンプリング時間Ｔｓａｍｐ＿Ｌから短サンプリング時間Ｔｓａｍｐ＿Ｓへ移行する際は、互いに異なるサンプリング時間でサンプリングされた平均値であっても、長サンプリング時間Ｔｓａｍｐ＿Ｌでサンプリングした区間の後半部分のサンプリング値の平均値を利用するので、誤差の少ない計算を行うことが可能になる。
図６は第１のサンプリング時間設定制御の動作を示すフローチャートである。開始時のサンプリング時間が短サンプリング時間Ｔｓａｍｐ＿Ｓの場合である。
〔Ｓ１０〕区間ｉと区間（ｉ＋１）におけるデジタル信号レベルの平均値をそれぞれ計算する。
〔Ｓ１１〕平均差分値ΔＶを計算する。
〔Ｓ１２〕平均差分値ΔＶと、基準値Ｖｔｈ２とを比較する。ΔＶ＜Ｖｔｈ２であれば、ステップＳ１３へ、ΔＶ＞Ｖｔｈ２であればステップＳ１４へいく。
〔Ｓ１３〕区間ｉから区間（ｉ＋１）にかけてのデジタル信号レベルの変化量は小さいと判断し、短サンプリング時間Ｔｓａｍｐ＿Ｓから長サンプリング時間Ｔｓａｍｐ＿Ｌへ変更する。
〔Ｓ１４〕区間ｉから区間（ｉ＋１）にかけてデジタル信号レベルの急激変化が継続しているものと判断して、短サンプリング時間Ｔｓａｍｐ＿Ｓのままとする。
以上説明したように、サンプリング時間設定手段１２は、第１のサンプリング時間設定制御を行って、サンプリング時間をベースバンド信号の変化に追従して適応的に設定する。そして、直流オフセット算出手段１１ａ、１１ｂは、サンプリング時間設定手段１２で設定されたサンプリング時間にもとづいて、デジタル信号レベルの平均値を求めて、所定のオフセット値を差し引き、直流オフセットを求める。
その後、直流オフセット除去手段１３ａ、１３ｂは、Ｄ／Ａ部１３ａ−１、１３ｂ−１でデジタルの直流オフセット値をアナログ信号に変換し、バリアブル・アッテネータ１３ａ−２、１３ｂ−２を通して減衰させ、加算器１３ａ−３、１３ｂ−３でベースバンド信号から直流オフセットを差し引いて除去する。
なお、上記の説明では、サンプリング時間を長サンプリング時間及び短サンプリング時間の２種類設定して、ベースバンド信号の変化に応じて切替える構成としたが、さらに細かく複数の種類を設定することもできる。この場合には、より短い時間内に起こったレベル変化に対して対応することが可能になる。
また、上記で説明したＶｔｈ１とＶｔｈ２に対し、基準値Ｖｔｈ１は、直流オフセット値に変化がある場合のΔＶの最小値に該当し、基準値Ｖｔｈ２は、直流オフセット値にほとんど変化がない場合のΔＶの最大値に該当する。したがって、基準値Ｖｔｈ１と、基準値Ｖｔｈ２との大小関係には、Ｖｔｈ１≧Ｖｔｈ２の関係がある。
次にサンプリング時間設定手段１２の第２のサンプリング時間設定制御について説明する。第１のサンプリング時間設定制御では、隣接区間の平均値から平均差分値ΔＶを求め、基準値と比較するといった測定計算を行って、サンプリング時間を設定していたが、第２のサンプリング時間設定制御では、このような測定計算を行わずに、直流オフセットの変化量を予測して、サンプリング時間の設定制御を直接行うものである。
一般に直流オフセットを急激に変化させる要素としては、チャネル切替えが行われたか否か、または端末装置（以下、携帯電話機１００と呼ぶ）が高速に移動しているか否か等が挙げられる。
チャネル切替えが行われるときは、携帯電話機１００内で容易に認識できる。したがって、チャネル切替え時には、サンプリング時間を短サンプリング時間Ｔｓａｍｐ＿Ｓに設定するように制御する。
一方、携帯電話機１００の移動に際し、移動する速さが速ければ直流オフセット値の変化は急激で、遅ければ比較的緩やかに変化する。したがって、携帯電話機１００の移動する速さが、ある基準となる値より速いか遅いかを検出すれば、直流オフセット値が急激に変化するかどうかを知ることができる。
携帯電話機１００が移動する速さの目安として、特にＷ−ＣＤＭＡ（Ｗｉｄｅｂａｎｄ  Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）用の端末では、以下の３つの制御が考えられる。
第１の制御では、携帯電話機１００と基地局間とのパイロット信号を利用する場合である。Ｗ−ＣＤＭＡ方式の端末では、携帯電話機１００と基地局間のタイミング情報を伝達する目的でパイロット信号が用いられる。パイロット信号は、信号を受信する際には１タイムスロット毎に含まれる。このため、受信するパイロット信号のレベルを測定すれば、携帯電話機１００が移動する速さを見積もることができる。
第２の制御では、キャリア周波数を自動調整するＡＦＣ（Ａｕｔｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌ：自動周波数制御部）の制御電圧を利用する場合である。Ｗ−ＣＤＭＡ方式の端末では、ＡＦＣにより自動的にキャリア周波数を調整する機構を持っている。これは、携帯電話機１００がある速さで移動するとドップラー効果が起こり、それにより周波数が変わってしまうために必要となる機構である。
このため、周波数が変化すると、その変化量に応じた制御電圧が決められるので、その制御電圧値をモニタすることで、携帯電話機１００が移動する速さを見積もることができる。
第３の制御では、ＳＩＲ（Ｓｉｇｎａｌ  Ｔｏ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  Ｒａｔｉｏ：信号対妨害比）を利用する場合である。Ｗ−ＣＤＭＡ方式の端末では、ＳＩＲを測定する機能を持っており、ＳＩＲの値によって、データチャネルとコントロールチャネル間の電力比を制御するためのコマンドが作られる。このため、携帯電話機１００が移動していれば、ＳＩＲの値もそれにしたがって変化するため、これをモニタすることで携帯電話機１００が移動する速さを見積もることができる。
図７は第２のサンプリング時間設定制御の動作を示すフローチャートである。携帯電話機１００の移動速度にもとづいて、直流オフセットの変化を予測し、サンプリング時間を設定する場合である。
〔Ｓ２０〕携帯電話機１００の移動する速さを見積もるための、第１〜第３の制御の少なくとも１つの制御を行う。
〔Ｓ２１〕ステップＳ２０で測定したモニタ値と、あらかじめ設定してある基準値とを比較する。モニタ値が基準値よりも大きければステップＳ２２へ、基準値がモニタ値よりも大きければステップＳ２３へいく。
〔Ｓ２２〕携帯電話機１００が高速に移動しているものとみなして（直流オフセットが急激に変化したものとみなして）、サンプリング時間を短サンプリング時間Ｔｓａｍｐ＿Ｓに設定する。
〔Ｓ２３〕携帯電話機１００が直流オフセットに影響を与えるほどの移動をしていないとみなして、サンプリング時間を長サンプリング時間Ｔｓａｍｐ＿Ｌに設定する。
このように、第２のサンプリング時間設定制御では、携帯電話機１００内の既存の制御機構を利用して、携帯電話機１００の移動速度を見積もり、直流オフセットの変化の度合いを予測して、サンプリング時間を設定することにした。これにより、第１のサンプリング時間設定制御と比べて、構成を簡略化することが可能になる。
以上説明したように、本発明の無線通信装置１０は、直流オフセットの変化量にしたがってサンプリング時間を柔軟に変化させて、直流オフセットを算出し、ベースバンド信号から直流オフセットを除去する構成にした。これにより、ダイレクトコンバージョン方式の受信装置において、感度劣化の原因となる直流オフセットが急激に変化した場合でも、適切な値の直流オフセットを除去することができるので、無線通信の高精度化及び高品質化を図ることが可能になる。
なお、上記の説明では、ダイレクトコンバージョン方式の携帯電話機に本発明の無線通信装置を適用したが、携帯電話機に限らず不要なオフセットを除去する必要のあるその他のシステムに対しても本発明を広く適用することが可能である。
以上説明したように、本発明の無線通信装置は、直流オフセットの変化に追従させて設定したサンプリング時間にもとづいて、サンプリング値の平均値を求め、この平均値から元のオフセット値を減算して直流オフセットを算出し、ベースバンド信号の直流レベルから直流オフセットを減算して、直流オフセットを除去する構成とした。これにより、直流オフセットの時間的な変化に柔軟に対応して、効率よく高精度に直流オフセットを除去することができるので、高品質な無線通信を行うことが可能になる。
上記については単に本発明の原理を示すものである。さらに、多数の変形、変更が当業者にとって可能であり、本発明は上記に示し、説明した正確な構成および応用例に限定されるものではなく、対応するすべての変形例および均等物は、添付の請求項およびその均等物による本発明の範囲とみなされる。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の無線通信装置の原理図である。
図２は、携帯電話機の全体構成を示す図である。
図３は、受信部の構成を示す図である。
図４は、第１のサンプリング時間設定制御の動作を示すフローチャートである。
図５は、後半のサンプリングデータを使って平均値を求める様子を示す図である。（Ａ）は区間ｉから区間（ｉ＋１）にかけてのサンプリング、（Ｂ）は区間（ｉ＋１）から区間（ｉ＋２）にかけてのサンプリングの状態を示す図である。
図６は、第１のサンプリング時間設定制御の動作を示すフローチャートである。
図７は、第２のサンプリング時間設定制御の動作を示すフローチャートである。
図８は、従来のダイレクトコンバージョン受信機の概略構成を示す図である。
図９は、直流オフセットが発生する原因を説明するための図である。
図１０は、直流オフセットが急激に変化した様子を示す図である。
【図１】
2002058257.tif 000003
【図２】
2002058257.tif 000004
【図３】
2002058257.tif 000005
【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】
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【国際調査報告】
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