JP2007173896A - Offset correcting device, and radio device - Google Patents
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Description
本発明は、直交変調又は直交復調における同相信号(I信号)と直交信号(Q信号)のオフセット(IQオフセット)を補正するオフセット補正装置及び無線装置に関する。 The present invention relates to an offset correction apparatus and a radio apparatus for correcting an offset (IQ offset) between an in-phase signal (I signal) and a quadrature signal (Q signal) in quadrature modulation or quadrature demodulation.
特許文献1に記載の従来技術では、無線通信機の送信回路における直交変調器のIQオフセットの調整値の導出方法として、無線通信機の外部に設けられた測定器(スペクトラムアナライザ)で直交変調器の出力のキャリアリーク量を測定し、該測定値からI信号とQ信号のオフセットの調整値を導出している。
しかし、上述した従来技術では、無線通信機の外部の測定器等、構成が大規模でありコストがかかることが問題である。特に、移動体通信で使用される携帯電話機等の携帯型無線通信機では、そのような大規模なシステムをユーザ利用時のIQオフセットの補正装置に採用することは現実的ではない。 However, the above-described prior art has a problem in that the configuration such as a measuring device outside the wireless communication device is large and costly. In particular, in a portable wireless communication device such as a mobile phone used in mobile communication, it is not realistic to employ such a large-scale system as a correction device for IQ offset when used by a user.
また、移動体通信においてはマルチキャリア方式の一つであるOFDM(直交周波数分割多重;Orthogonal Frequency Division Multiplexing)方式が有効であるが、マルチキャリア方式ではキャリア当たりの送信電力がシングルキャリア方式に比べて小さくなるために、IQオフセットによるキャリアリーク量の増加の影響が顕著に現れ、通信品質の劣化を招くことが懸念される。図4に示されるように、シングルキャリア方式の場合には(図4(a)参照)、IQオフセットなし時のキャリアリーク電力P1に対してIQオフセットあり時のキャリアリーク電力P2は大きいが、キャリア当たりの搬送波電力P3の方が十分に大きいので、その影響は顕著には現れない。一方、マルチキャリア方式の場合には(図4(b)参照)、キャリア当たりの搬送波電力P3がシングルキャリア方式よりも小さくなるために、IQオフセットあり時のキャリアリーク電力P2の影響が顕著となる恐れがでてくる。その結果、復調時のIQコンスタレーションパターンのずれが生じたり、IQインバランスの補正が困難になる等の通信品質上の問題が生じる。 In mobile communications, OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing), which is one of the multicarrier schemes, is effective, but the transmission power per carrier in the multicarrier scheme is higher than that in the single carrier scheme. Therefore, there is a concern that the influence of the increase in the amount of carrier leak due to the IQ offset appears remarkably, leading to deterioration of communication quality. As shown in FIG. 4, in the case of the single carrier system (see FIG. 4A), the carrier leak power P2 when the IQ offset is present is larger than the carrier leak power P1 when the IQ offset is not present. Since the hit carrier wave power P3 is sufficiently large, the influence does not appear remarkably. On the other hand, in the case of the multicarrier system (see FIG. 4B), the carrier power P3 per carrier is smaller than that of the single carrier system, so that the influence of the carrier leak power P2 when the IQ offset is present becomes significant. Fear comes out. As a result, there arises a problem in communication quality such as a deviation of the IQ constellation pattern at the time of demodulation and a difficulty in correcting the IQ imbalance.
上述したような理由から、移動体通信用の携帯型無線通信機においても容易に採用することのできるIQオフセット補正装置の実現が望まれる。 For the reasons described above, it is desired to realize an IQ offset correction apparatus that can be easily employed in a portable wireless communication device for mobile communication.
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、IQオフセットの補正を行うことができるとともに、小型化やコストの軽減を図ることのできるオフセット補正装置を提供することにある。 The present invention has been made in consideration of such circumstances, and an object of the present invention is to provide an offset correction apparatus capable of correcting an IQ offset and reducing the size and cost. It is in.
また、本発明の他の目的は、本発明のオフセット補正装置を備えた無線装置を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a radio apparatus provided with the offset correction apparatus of the present invention.
上記の課題を解決するために、本発明に係るオフセット補正装置は、直交変調又は直交復調における同相信号と直交信号のオフセットを補正するオフセット補正装置であり、前記同相信号、直交信号の各々について、差動方式の伝送信号の非反転信号と反転信号を加算する加算手段と、該加算値からオフセット量を検出する検出手段と、該検出したオフセット量の除去を行う除去手段と、を備えたことを特徴とする。
これにより、外部の測定器を用いることなく、簡単な構成でIQオフセットの補正を行うことができる。
In order to solve the above problems, an offset correction apparatus according to the present invention is an offset correction apparatus that corrects an offset between an in-phase signal and an orthogonal signal in quadrature modulation or quadrature demodulation, and each of the in-phase signal and the orthogonal signal. And adding means for adding the non-inverted signal and the inverted signal of the differential transmission signal, detecting means for detecting the offset amount from the added value, and removing means for removing the detected offset amount. It is characterized by that.
This makes it possible to correct the IQ offset with a simple configuration without using an external measuring instrument.
本発明に係るオフセット補正装置においては、前記同相信号、直交信号の各々の変動量に基づき、オフセット量の変動を抑制する抑制手段を備えたことを特徴とする。
これにより、I信号、Q信号の各々の変動によって発生するオフセット量の瞬時変動を回避することができ、オフセット量の検出精度が向上する。
The offset correction apparatus according to the present invention is characterized by comprising suppression means for suppressing fluctuations in the offset amount based on the fluctuation amounts of the in-phase signal and the quadrature signal.
As a result, it is possible to avoid instantaneous fluctuations in the offset amount caused by fluctuations in each of the I signal and the Q signal, and the detection accuracy of the offset amount is improved.
本発明に係るオフセット補正装置においては、不平衡−平衡変換手段を設け、不平衡伝送から平衡伝送に変換して前記差動方式の伝送信号を得ることを特徴とする。
これにより、I信号、Q信号が不平衡伝送される場合に対応することができる。
The offset correction apparatus according to the present invention is characterized in that unbalance-balance conversion means is provided and converted from unbalanced transmission to balanced transmission to obtain the differential transmission signal.
Thereby, it is possible to cope with a case where the I signal and the Q signal are transmitted unbalanced.
本発明に係る無線装置は、前述のオフセット補正装置を備えたことを特徴とする。 A radio apparatus according to the present invention includes the above-described offset correction apparatus.
本発明によれば、IQオフセットの補正を行うができるとともに、小型化やコストの軽減を図ることが可能になる。 According to the present invention, it is possible to correct the IQ offset, and it is possible to reduce the size and the cost.
以下、図面を参照し、本発明の一実施形態について説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る無線装置1の構成を示すブロック図である。図1において、無線装置1は、アンテナ2と、送信と受信を切替えるスイッチ3と、送信部10と、受信部20と、送信部10及び受信部20での周波数変換のための局部発振器30a,30bとを備える。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a wireless device 1 according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, a wireless device 1 includes an
送信部10は、デジタル−アナログ変換器(DAC)11と、本実施形態に係るオフセット補正装置12と、直交変調器13と、可変利得アンプ(GCAMP)14と、ローパスフィルタ(LPF)15と、ミキサ16と、パワーアンプ17とを有する。送信部10においては、送信するデジタル信号(I信号、Q信号)がDAC11でアナログ信号に変換されてオフセット補正装置12に入力される。オフセット補正装置12には、基準電圧を有する基準信号AがDAC11から入力されている。オフセット補正装置12は、入力されたI信号、Q信号のオフセットを補正し、補正後のI信号、Q信号を出力する。直交変調器13は、その補正後のI信号、Q信号を直交変調し、変調信号を出力する。その変調信号は、可変利得アンプ14で増幅されてLPF15を通過した後に、ミキサ16で1次局部発振器30bからの周波数信号に乗じられ、さらにパワーアンプ17で増幅されてスイッチ3を介しアンテナ2から送信される。
The
受信部20は、低雑音アンプ(LNA)21と、ミキサ22と、帯域制限フィルタ(BPF)23と、GCAMP24と、直交復調器25と、本実施形態に係るオフセット補正装置26と、アナログ−デジタル変換器(ADC)27とを有する。受信部20においては、アンテナ2で受信された信号がスイッチ3を介しLNA21に入力されて増幅された後に、ミキサ22で1次局部発振器30bからの周波数信号に乗じられ、さらにBPF23を通過して可変利得アンプ24で増幅され、直交復調器25に入力される。直交復調器25は、入力信号を直交復調し、アナログ復調信号(I信号、Q信号)をオフセット補正装置26に出力する。オフセット補正装置26は、入力されたI信号、Q信号のオフセットを補正し、補正後のI信号、Q信号を出力する。ADC27は、その補正後のI信号、Q信号をデジタル信号に変換する。オフセット補正装置26には、基準電圧を有する基準信号AがADC27から入力されている。
The
オフセット補正装置12,26は、送信部10及び受信部20において同じ構成である。
The
図2は、図1に示すオフセット補正装置12,26の構成を示すブロック図である。
図2において、オフセット補正装置12,26は、誤差検出部41,42と、減算部43と、加算部44と、基準電圧発生部45とを有する。オフセット補正装置12,26は、I信号のオフセットを補正する構成と、Q信号のオフセットを補正する構成とを有し、両者の構成は同様である(両者に対応する部分には同一の符号を付している)。I信号及びQ信号は差動信号であり、平衡伝送路を介して伝送される。補正前のI信号及びQ信号は、送信部10ではDAC11から入力され、受信部20では直交復調器25から入力される。補正後のI信号及びQ信号は、送信部10では直交変調器13に出力され、受信部20ではADC27に出力される。また、基準信号Aは、送信部10ではDAC11から入力され、受信部20ではADC27から入力される。
以下、説明の便宜上、I信号のオフセットを補正する場合を例にして説明する。
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the
In FIG. 2, the
Hereinafter, for convenience of explanation, a case where the offset of the I signal is corrected will be described as an example.
誤差検出部41は、補正前I信号(差動信号)の非反転信号と反転信号を加算し、その加算値からオフセット量を検出する。ここで、基準電圧発生部45で発生された基準電圧を基準にして、オフセット量の検出を行う。また、誤差検出部41は、LPFを設け、非反転信号と反転信号の加算値からLPFにより直流成分を取り出し、オフセット量として検出する。
The
誤差検出部42は、補正前I信号の変動量に基づき、誤差検出部41により検出されたオフセット量の変動を抑制する。具体的には、補正前I信号の変動量が規定よりも大きい場合に、誤差検出部41により検出されたオフセット量の変動を抑制する。その抑制方法の一例を説明する。まず補正前I信号の変動量が規定値を下回っている期間は、誤差検出部41により検出されたオフセット量を出力する。次いで、補正前I信号の変動量が規定値に達した時のオフセット量を保持し、補正前I信号の変動量が規定値を超えている期間はその保持したオフセット量を出力する。次いで、補正前I信号の変動量が規定値を下回った時に、オフセット量の保持を解除し、誤差検出部41により検出されたオフセット量の出力を再開する。これにより、補正前I信号の変動によって生じるオフセット量の瞬時変動を回避し、オフセット量の検出精度を向上させる。なお、誤差検出部41から誤差検出部42へのオフセット量の入力タイミングは、誤差検出部41に設けられたLPFによって、対応する補正前I信号よりも遅延する。このタイミング差により、補正前I信号の変動によって生じたオフセット量の変動を正確に検知し、その変動を抑制することができる。
The
減算部43は、誤差検出部42から出力されたオフセット量を基準信号Aから減算する。加算部44は、その減算結果の信号を補正前I信号に加算し、加算結果の信号を補正後I信号として出力する。その減算部43及び加算部44の処理により、補正前I信号からオフセット成分が除去される。
The subtracting
図3は、本実施形態に係るオフセット補正装置12,26の具体的な回路構成例を示すブロック図である。この図3にはI信号のオフセットを補正する構成のみが示されている。
FIG. 3 is a block diagram illustrating a specific circuit configuration example of the offset
図3において、補正前I信号(差動信号)の非反転信号Iと反転信号I*は、平衡バッファ51を介して入力される。平衡バッファ51には基準電圧発生部53から基準電圧V0が差動信号の基準電圧として入力される。この基準電圧V0は、補正前I信号の出力元にも供給されている。
In FIG. 3, the non-inverted signal I and the inverted signal I * of the pre-correction I signal (differential signal) are input via the
平衡バッファ51出力後の非反転信号Iと反転信号I*は、加算器54で加算される。この加算結果の信号はLPF55を通過することにより、直流成分が取り出され、オフセット量として検出される。
The non-inverted signal I and the inverted signal I * after the output of the
LPF55通過後の信号はホールド回路56を介して加算器57に反転入力される。そのホールド回路56には、平衡バッファ51出力後の反転信号I*が入力される。また、ホールド回路56には、信号を保持するときの条件である閾値が設定されている。ホールド回路56は、反転信号I*のレベルが閾値に達すると、LPF55から入力されている信号のレベルを保持する。そして、反転信号I*のレベルが閾値に達している期間は、その保持したレベルを反転して加算器57に出力し続ける。そして、反転信号I*のレベルが閾値を下回ったら、信号レベルの保持を解除し、LPF55から入力された信号の加算器57への反転出力を再開する。
The signal after passing through the
加算器57は、ホールド回路56の反転出力後の信号を基準信号Aに加算する。この加算結果の信号は平衡バッファ52に差動信号の基準電圧として入力される。平衡バッファ52は、その基準電圧を基準にして平衡バッファ51出力後の非反転信号Iと反転信号I*をレベル変換し、補正後I信号の非反転信号Iと反転信号I*として出力する。これにより、平衡バッファ52においては、差動信号の基準電圧からオフセット量が取り除かれており、その基準電圧を用いたレベル変換により、オフセット成分が除去された補正後I信号が生成される。
The
上述したように本実施形態によれば、I信号、Q信号の各々について、差動方式の伝送信号(差動信号)の非反転信号と反転信号の加算値からオフセット量を検出し、検出したオフセット量の除去を行うので、外部の測定器を用いることなく、簡単な構成でIQオフセットの補正を行うことができる。これにより、オフセット補正装置の小型化やコストの軽減を図ることができ、携帯型無線通信機においても容易に採用することが可能になる。 As described above, according to the present embodiment, for each of the I signal and the Q signal, the offset amount is detected from the addition value of the non-inverted signal and the inverted signal of the differential transmission signal (differential signal). Since the offset amount is removed, the IQ offset can be corrected with a simple configuration without using an external measuring instrument. As a result, it is possible to reduce the size and cost of the offset correction apparatus, and it can be easily adopted in a portable wireless communication device.
また、I信号、Q信号の各々の変動量に基づき、オフセット量の変動を抑制するので、I信号、Q信号の各々の変動によって発生するオフセット量の瞬時変動を回避することができ、オフセット量の検出精度が向上する。 Further, since the fluctuation of the offset amount is suppressed based on the fluctuation amount of each of the I signal and the Q signal, the instantaneous fluctuation of the offset amount caused by the fluctuation of each of the I signal and the Q signal can be avoided. Detection accuracy is improved.
また、フィードホワード方式のオフセット補正であるので、送信データ及び受信データ自体に補正を行うことから、データを損なうことなく通信を行うことができる。 Further, since the feed forward offset correction is performed, the transmission data and the reception data themselves are corrected, so that communication can be performed without damaging the data.
また、本実施形態によれば、アナログ回路でオフセット補正装置を構成することができる。 Moreover, according to this embodiment, an offset correction apparatus can be comprised with an analog circuit.
なお、送信部10又は受信部20の動作停止時には動作停止前のオフセット量を保持することにより、動作停止時におけるオフセット量の誤検出を防止することができる。
In addition, when the operation of the
また、送信部10の直交変調器13で発生するオフセット量については、事前に測定し、その測定値からオフセット補正装置で補正する量を調整することで、対処可能である。これにより、より高精度のオフセット補正が可能になる。
Further, the offset amount generated by the
以上、本発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
例えば、上述した実施形態では、I信号及びQ信号が平衡伝送路を介して伝送される差動信号の場合を例に挙げたが、I信号及びQ信号が不平衡伝送される場合にも同様に適用することができる。その場合には、不平衡−平衡変換手段を設け、平衡伝送に変換して差動方式の伝送信号を得るようにすればよい。
The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes design changes and the like within a scope not departing from the gist of the present invention.
For example, in the above-described embodiment, the case of the differential signal in which the I signal and the Q signal are transmitted through the balanced transmission path is described as an example. However, the same applies to the case where the I signal and the Q signal are unbalanced. Can be applied to. In that case, unbalance-balance conversion means may be provided and converted to balanced transmission to obtain a differential transmission signal.
なお、本発明に係る無線装置としては、各種の無線システムの装置が適用可能である。例えば、移動体通信システムの基地局装置や、移動局装置(携帯電話機等)に適用することができる。特に、移動局装置としては、小型化、コストの軽減などが可能であり、非常に有効となる。また、移動体通信システムにおいてはOFDM方式の採用に対しても、本発明は大いに貢献することができる。 Note that various wireless system devices are applicable as the wireless device according to the present invention. For example, the present invention can be applied to a base station device of a mobile communication system or a mobile station device (such as a mobile phone). In particular, as a mobile station device, it is possible to reduce the size and reduce the cost, which is very effective. Further, the present invention can greatly contribute to the adoption of the OFDM method in a mobile communication system.
1…無線装置、12,26…オフセット補正装置、13…直交変調器、25…直交復調器、41,42…誤差検出部、43…減算部、44…加算部、45,53…基準電圧発生部、51,52…平衡バッファ、54,57…加算器、55…ローパスフィルタ(LPF)、56…ホールド回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Radio | wireless apparatus, 12, 26 ... Offset correction apparatus, 13 ... Quadrature modulator, 25 ... Quadrature demodulator, 41, 42 ... Error detection part, 43 ... Subtraction part, 44 ... Addition part, 45, 53 ... Reference voltage generation , 51, 52 ... balanced buffer, 54, 57 ... adder, 55 ... low pass filter (LPF), 56 ... hold circuit
Claims (4)
差動方式の伝送信号の非反転信号と反転信号を加算する加算手段と、
該加算値からオフセット量を検出する検出手段と、
該検出したオフセット量の除去を行う除去手段と、
を備えたことを特徴とするオフセット補正装置。 An offset correction device that corrects an offset between an in-phase signal and an orthogonal signal in quadrature modulation or demodulation, and for each of the in-phase signal and the orthogonal signal,
Adding means for adding the non-inverted signal and the inverted signal of the differential transmission signal;
Detecting means for detecting an offset amount from the added value;
Removing means for removing the detected offset amount;
An offset correction apparatus comprising:
A radio apparatus comprising the offset correction apparatus according to any one of claims 1 to 3.
Priority Applications (1)
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JP2005364386A JP2007173896A (en) | 2005-12-19 | 2005-12-19 | Offset correcting device, and radio device |
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JP2005364386A JP2007173896A (en) | 2005-12-19 | 2005-12-19 | Offset correcting device, and radio device |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR100878494B1 (en) | 2007-09-20 | 2009-01-14 | 한국과학기술원 | Compensation apparatus for differential demodulation of orthogonal frequency division multiplexing symbol and thereof method |
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2005
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