JP2012004936A - ローカルリーク低減方法、ローカルリーク低減回路および送信回路 - Google Patents

Abstract

【課題】直交変調器を備える送信装置において、ローカルリークの低減を行なう過程で、最小値近傍のローカルリークがローカルリーク検出回路のノイズフロア以下となる場合、ローカルリーク検出回路の性能に制限され、ローカルリーク低減回路の厳密な調整が不可能になる。
【解決手段】ローカルリークがローカルリーク検出回路のノイズフロアに埋もれない範囲でＩ，Ｑオフセット電圧値を複数回変化させてローカルリークを測定し、Ｉ，Ｑオフセット電圧とローカルリークとの関係を表す近似曲線を導出する。さらに、その近似曲線の最小値近傍の測定値からさらに２次曲線近似を行ない、ローカルリークが最小となるＩ，Ｑオフセット電圧値を算出する。
【選択図】図６

Description

本発明はローカルリーク低減方法、ローカルリーク低減回路および送信回路に係り、直交変調器を用いた送信装置においてローカルリークを低減するＩ，Ｑオフセット電圧調整値の導出方法に関するローカルリーク低減方法、ローカルリーク低減回路および送信回路である。

近年の移動体通信システムは、音声通話だけでなくデータ通信としての用途が浸透している。この結果、データ通信利用者の増加と共にデータ通信の高速化が求められている。ユーザ数の増加、高速データ通信の要望に対応すべく、近年では基地局のマルチキャリア化が進んでいる。その結果、基地局が同時に送受信するキャリア数も、増加が進んでいる。

さらに、現在第３世代移動体通信システムとして用いられているＣＤＭＡよりも周波数利用効率の良いＯＦＤＭＡを適用したＬＴＥシステムの標準化が進んでいる。ＬＴＥシステムは、日本国内でも２０１２年頃より本格的なサービスが開始される予定である。

このようなマルチキャリア化した基地局およびＯＦＤＭＡを適用した基地局の送信装置は、広帯域な送信装置である必要がある。この送信装置は、かつ帯域内において不要波が出ず、信号品質が良いことが求められている。

基地局の送信装置における送信回路は、ベースバンド部より入力されるＩ，Ｑ信号を高周波信号に変換する直交変調器を持つことがある。直交変調器は、ベースバンド信号と、高周波の基準信号となるローカル信号を入力として、ベースバンド信号を高周波信号に変換する。この直交変調器を用いた送信装置において、ベースバンド部と直交変調器の間の直流電圧アンバランスに起因するＩ，Ｑオフセットが存在する。このＩ，Ｑオフセット成分は、直交変調器出力において、本来漏れてはならないローカル信号が漏れてしまう現象（以下ローカルリークと記す）となる。ローカルリークにより、帯域内スプリアス特性が劣化したり、ＯＦＤＭ方式を適用した基地局においてはサブキャリアの信号品質が著しく劣化したりすることとなる。また、基地局の送信回路においては、最終段に高利得の増幅器が組み込まれることがある。このような場合、直交変調器におけるローカルリーク成分が小さなものであっても、高利得増幅器によって増幅され、基地局の送信出力としては大きな不要波となることもある。

従来技術には、図１に示すような構成の回路により直交変調器３００の入力であるＩ，Ｑ信号のオフセット電圧を調整することでローカルリークを低減する手法がある。この手法では、直交変調器３００から出力されるローカルリークを方向性結合器３０１等によってフィードバックし、ローカルリーク検出回路３０２でローカルリークのレベルを測定し、測定値が最小になるようにＩ，Ｑ信号のオフセット電圧をオフセット電圧調整部３０３で調整することでローカルリークの低減を行なう。

このような手法を用いてローカルリークを低減する従来技術として、特許文献１ないし特許文献３がある。特許文献１は、ローカルリークを簡易復調部にてＩ，Ｑ信号を復調し、その直流成分を直交変調部にフィードバックし、直交変調器出力のローカルリークがゼロになるようにループを制御することでローカルリークを低減する。

また、特許文献２は、Ｉ，Ｑオフセット電圧を任意の方向（＋，−）へ適切な量だけ変化させ、測定したローカルリーク値と前のローカルリーク値を比較し、前回よりも増加すれば逆方向へ、減少すれば同じ方向に変化させ続けることでローカルリークが最小となるように調整する。

さらに、特許文献３は、直交変調器の出力から搬送波のみを抽出し、直交復調器にてローカルリークのＩ，Ｑオフセット成分に復調・増幅した直流電圧をＩ，Ｑ信号にそれぞれ印加し、直交変調器に入力するように構成する。Ｉ，Ｑオフセットの調整は、比較器にて上記の電圧印加後のＩ，Ｑオフセットと０Ｖとを比較し、その出力をＤＳＰ（Digital Signal Processor）に入力し、ＤＳＰにてＩ，Ｑのオフセットが０Ｖとなるように調整する。

また、他の従来技術を説明する図２に示すように、直交変調器３００からのローカルリークを方向性結合器３０１等によってフィードバックし、ローカルリーク検出回路３０２にて検出したローカルリークを基に、ローカルリーク発振回路３０４からのローカル信号を振幅・位相調整部３４０にてローカルリークの同振幅・逆位相になるよう調整し、直交変調器出力に合成することでローカルリークを低減する。

このような手法を用いた従来技術として、特許文献４および特許文献５がある。特許文献４は、直交変調器の出力側でローカルリークキャンセル信号の合成前後で信号レベルを検出し、その比較結果を基に直交変調器へのローカル信号を分配した信号の振幅を可変減衰器、位相を位相器で調整し、同振幅・逆位相のローカルリークキャンセル信号を作り出す。

また、特許文献５は、ローカル信号源を低い周波数とし、位相器への入力周波数を低周波数とすることで位相シフトを容易にし、周波数逓培器で搬送波周波数に変換し、振幅を調整する。

しかし、上記のいずれの手法も、図３に示すようにローカルリークのレベルがローカルリーク検出回路のノイズフロアレベル以下となる場合、ローカルリークの測定が不可能となる。

図３において、横軸はＩまたはＱオフセット電圧の調整値、縦軸はローカルリーク電力である。オフセット電圧の調整値に対するローカルリーク電力特性１０１は、最適点付近で２次曲線となると考えられる。しかし、ノイズフロアレベル１００以下のローカルリーク電力では、オフセット電圧の調整値の最適点が判別できない。

ローカルリークの測定が不可能のとき、ローカルリーク低減回路の厳密な調整が不可能となる。このため、ローカルリークの低減は、ローカルリークレベルやローカルリーク検出回路の性能に制限される。

複数のＩ，Ｑオフセットにおけるローカルリークを測定し、Ｉ，Ｑオフセット電圧調整値を算出する従来技術として特許文献６がある。特許文献６は、測定した複数のオフセット値から幾何学的な計算を行なうことでＩ，Ｑ信号レベルの絶対値およびオフセット測定点からのオフセットを求め、それぞれの測定値からの交点を算出することによってＩ，Ｑオフセット電圧の調整値を算出する。特許文献６は、また、Ｉ、Ｑオフセットの絶対値を測定することで調整値を求める。

特開平６−３０３１４５号公報 特開平５−０１４４２９号公報 特開平８−０３２４６４号公報 特開２０００−１７４８３３号公報 特開２００５−０２０２８８号公報 特開２０００−１２４９６４号公報

従来の技術では、検波回路等でローカルリークを測定し、その測定値が最小となるようにＩ，Ｑオフセット電圧値を調整する。または、同振幅・逆位相の信号を作り出して合成する。従来技術は、上述のいずれかでローカルリーク低減を図っている。しかし、いずれの場合もローカルリークが最小値となる近傍でもローカルリークのレベルがローカルリーク検出回路のノイズフロア以上であり、正しい値が測定できることを前提としている。図３に示すようにローカルリークレベルがローカルリーク検出回路のノイズフロア以下になってしまう場合、最小値近傍でのローカルリークが正しく測定できなくなり、ローカルリークを低減するための厳密な調整が困難となる。

上述した課題は、直交変調器を含む、Ｉ，Ｑ信号のオフセット電圧を調整可能な送信装置におけるオフセット電圧調整方法であって、ローカルリーク検出回路にてローカルリークが検出できる範囲でＩ，Ｑオフセット電圧をそれぞれ複数回変更し、その時のローカルリークを測定し、回帰分析等を用いて測定したローカルリークとＩ，Ｑオフセット電圧との関係を示す近似曲線をそれぞれ導出し、最小値近傍のローカルリーク測定値からさらに２次曲線近似し、その最小点を算出し、ローカルリークを最小化するＩ，Ｑ信号のオフセット電圧に調整するオフセット電圧調整方法により、達成できる。

また、Ｉ信号とＱ信号とローカル信号とを入力として、Ｉ信号とＱ信号とを高周波信号に変換する直交変調器と、ローカルリークの電力を検出するローカルリーク検出回路と、直交変調器の後段に配置され、ローカルリークをローカルリーク検出回路にフィードバックする方向性結合器と、Ｉオフセット電圧とＱオフセット電圧とを出力して、Ｉオフセット電圧をＩ信号に印加し、Ｑオフセット電圧をＱ信号に印加するオフセット電圧調整部と、からなるローカルリーク低減回路において、さらに、近似曲線導出部を備え、近似曲線導出部は、オフセット電圧調整部を制御して、Iオフセット電圧とＱオフセット電圧とを変化させながら、ローカルリーク検出回路が検出した電力を取得して、電力の最小値近傍において２次曲線近似により、最適Ｉオフセット電圧と最適Ｑオフセット電圧とを算出し、オフセット電圧調整部は、近似曲線導出部が算出した最適Ｉオフセット電圧と最適Ｑオフセット電圧とを出力するローカルリーク低減回路により、達成できる。

また、Ｉ信号とＱ信号とローカル信号とを入力として、Ｉ信号とＱ信号とを高周波信号に変換する直交変調器と、ローカルリークの電力を検出するローカルリーク検出回路と、直交変調器の後段に配置され、ローカルリークをローカルリーク検出回路にフィードバックする方向性結合器と、Ｉオフセット電圧とＱオフセット電圧とを出力して、Ｉオフセット電圧をＩ信号に印加し、Ｑオフセット電圧をＱ信号に印加するデジタルシグナルプロセッサと、からなるローカルリーク低減回路において、デジタルシグナルプロセッサは、オフセット電圧とＱオフセット電圧とを変化させながら、ローカルリーク検出回路が検出した電力を取得して、電力の最小値近傍において２次曲線近似により、最適Ｉオフセット電圧と最適Ｑオフセット電圧とを算出し、算出した最適Ｉオフセット電圧と最適Ｑオフセット電圧とを出力するローカルリーク低減回路により、達成できる。

さらに、Ｉ信号とＱ信号とローカル信号とを入力として、Ｉ信号とＱ信号とを高周波信号に変換する直交変調器と、ローカルリークの電力を検出するローカルリーク検出回路と、直交変調器の後段に配置され、ローカルリークをローカルリーク検出回路にフィードバックする方向性結合器と、Ｉオフセット電圧とＱオフセット電圧とを出力して、Ｉオフセット電圧をＩ信号に印加し、Ｑオフセット電圧をＱ信号に印加するデジタルシグナルプロセッサと、方向性結合器のフォワード側に接続されたパワーアンプとからなる送信回路において、デジタルシグナルプロセッサは、パワーアンプを停止状態にして、オフセット電圧とＱオフセット電圧とを変化させながら、ローカルリーク検出回路が検出した電力を取得して、電力の最小値近傍において２次曲線近似により、最適Ｉオフセット電圧と最適Ｑオフセット電圧とを算出し、算出した最適Ｉオフセット電圧と最適Ｑオフセット電圧とを出力し、パワーアンプを稼動状態にする送信回路により、達成できる。

本発明では、ローカルリーク検出回路が最小値近傍でローカルリークを測定できない場合でも、測定可能な範囲で取得した複数のローカルリーク値から回帰分析により近似曲線を導出する。ローカルリークを最小化するＩ，Ｑオフセット電圧値を算出できるため、ローカルリーク検出系回路の性能に制限されることなくローカルリーク低減回路の厳密な調整が可能となる。

Ｉ，Ｑオフセット電圧調整によるローカルリーク低減回路のブロック図である。 同振幅・逆位相のキャンセル信号合成によるローカルリーク低減回路のブロック図である。 ローカルリークとＩ，Ｑオフセット電圧の関係を示した図である。 無線基地局のブロック図である。 無線基地局の送受信部のブロック図である。 ローカルリーク低減回路のブロック図である。 ローカルリーク低減回路のブロック図（その２）である。 最小自乗法による曲線近似を説明する図である。 ローカルリーク低減回路のブロック図（その３）である。 送信回路のブロック図である。 送信回路のブロック図（その２）である。 送信回路のブロック図（その３）である。 送信回路のブロック図（その４）である。

以下、本発明の実施形態について、実施例を用い、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、実質同一部位には同じ参照番号を振り説明は繰り返さない。

まず、図４を参照して、無線基地局６００の構成を説明する。図４において、無線ネットワーク４００は、無線基地局６００、端末９００、ネットワーク５００、コアネットワークサーバ８００で構成される。無線基地局６００は、アンテナ６１０と、送受信部６２０と、ベースバンド部６３０と、回線インタフェース部６４０とから構成される。送受信部６２０は、デュープレクサ６８０、送信回路６９０、受信回路６６０、デジタルシグナルプロセッサ６５０から構成される。

アンテナ６１０は、無線端末９００との送受信インタフェースである。送受信部６２０は、無線信号とベースバンド信号を変復調する。ベースバンド部６３０は、無線基地局６００の制御とコアネットワークサーバ８００との通信を行なう。回線インタフェース部６４０は、無線基地局６００をネットワーク網５００へ接続する。

Ｄｕｐｌｅｘｅｒ６８０は、送信信号／受信信号の分離を行なう。送信回路６９０は、ベースバンド信号を無線信号に変調する。受信回路６６０は、受信した無線信号をベースバンド信号に復調する。ＤＳＰ６５０は、信号処理を行なう。

図５を参照して、送受信部６２０の構成を説明する。図５において、送受信部６２０における送信回路６９０は、２台のＤ／Ａ変換器７００と、直交変調器３００と、ローカル信号発振回路３０４−２と、パワーアンプ７０３と、方向性結合器３０１と、ローカルリーク検出回路３０２と、Ａ／Ｄ変換器７０１−１で構成される。

また、受信回路６６０は、ローノイズアンプ７０４と、ミキサ７０６と、ローカル信号発振回路３０４−２と、Ａ／Ｄ変換器７０１−２から構成される。

送受信部６２０は、送受信信号の信号処理を行なうＤＳＰ６５０と、送受信信号を分離するためのＤｕｐｌｅｘｅｒ６８０を有する。

ＤＳＰ６５０から出力されるＩ，Ｑ信号について、Ｄ／Ａ変換器７００は、デジタル信号からアナログ信号に変換する。Ｄ／Ａ変換器７００は、アナログ信号を、直交変調器３００に出力する。直交変調器３００は、Ｉ，Ｑ信号の他にローカル信号発振回路３０４からのローカル信号の入力ポートがあり、Ｉ，Ｑ信号とローカル信号を基に直交変調を行なう。パワーアンプ７０３は、直交変調器３００の出力を、増幅する。増幅信号は、Ｄｕｐｌｅｘｅｒ６８０を通過してアンテナ６１０より出力される。

ローカルリーク低減のためのフィードバック系は、送受信部６２０の送信回路６９０内に実装されている。フィードバック系は、方向性結合器３０１と、ローカルリーク検出回路３０２と、Ａ／Ｄ変換器７００−１と、ＤＳＰ６５０とにより構成される。

方向性結合器３０１は、送信回路６９０に直交変調器出力をフィードバックする。ローカルリーク検出回路３０２は、ローカルリークを検出する。Ａ／Ｄ変換器７００−１は、ローカルリーク検出回路３０２が検出したローカルリークをアナログ／デジタル変換する。ＤＳＰ６５０は、デジタル変換されたローカルリークに基づいて、Ｉ，Ｑオフセット信号を出力する。

図６を参照して、ローカルリーク低減回路を説明する。図６において、ローカルリーク低減回路は、直交変調器３００と、方向性結合器３０１と、ローカルリーク検出回路３０２と、近似曲線導出部３５０と、オフセット電圧調整部３０３とから構成される。
直交変調器３００は、Ｉ，Ｑ信号を直交変調する。

方向性結合器３０１は、直交変調器３００の出力をフィードバックする。ローカルリーク検出回路３０２は、ローカルリークを測定する。近似曲線導出部３５０は、測定したローカルリークとＩ，Ｑオフセット電圧との関係を表す近似曲線の導出とローカルリークが最小となるＩ，Ｑオフセット電圧を算出する。オフセット電圧調整部３０３は、算出したＩ，Ｑオフセット電圧をＩ，Ｑ信号に印加する。

実施例１のローカルリーク低減方法は、上記の回路において、直交変調器３００に加えるＩ，Ｑオフセット電圧をローカルリークがローカルリーク検出回路３０２のノイズフロアに埋もれない範囲でそれぞれ複数回変更して、その時のローカルリークをローカルリーク検出回路３０２にて測定する。近似曲線導出部３５０は、回帰分析によりＩ，Ｑオフセット電圧値とローカルリーク測定値との関係を示す近似曲線をそれぞれ導出する。近似曲線導出部３５０は、さらに最小値近傍においてそれぞれ２次曲線近似を行なう。近似曲線導出部３５０は、導出した２次曲線が最小となるＩ，Ｑオフセット電圧値をそれぞれ算出する。オフセット電圧調整部３０３は、そのオフセット電圧をＩ，Ｑ信号にそれぞれ印加することでローカルリークを低減する。この方式を取ることにより、ローカルリークが最も低くなる近傍での測定を行なわなくても、ローカルリークが高い箇所での測定結果から近似を行なうことで、ローカルリーク成分を低くすることができる。したがって、従来方式では不可能であった、ローカルリーク検出器３０２のノイズフロア以下にローカルリークを低減することができる。

図７を参照して、実施例１のローカルリーク低減回路を説明する。なお、図７は、送信回路６９０の要部とＤＳＰ６５０であり、図５を抜粋した図である。図７において、Ｉ，Ｑ信号の入力が無く直交変調器３００への入力がＩ，Ｑオフセットのみとなる場合、直交変調器３００の出力は、ローカルリークのみとなる。このため、直交変調器３００の出力を方向性結合器３０１でフィードバックし、ローカルリーク検出回路３０２にてローカルリークを測定する。測定値をＡ／Ｄ変換器７００−１によりアナログ信号からデジタル信号に変換し、ＤＳＰ６５０に入力する。

ローカルリーク検出回路３０２としては、検波器、Ｐｏｗｅｒ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ等がある。これらの回路は、最小値近傍でのローカルリークを測定できる性能を持つ必要はなく、Ｉ，Ｑオフセット電圧の調整可能範囲内で近似曲線の導出に必要な複数のローカルリーク値を測定できる性能があればよい。この条件でローカルリーク値が測定できる回路であれば復調器等で測定してもよい。

ＤＳＰ６５０は、入力された複数のローカルリーク測定値とその時のＩ，Ｑオフセット電圧から回帰分析を行なう。ＤＳＰ６５０は、ローカルリークとＩ，Ｑオフセット電圧の関係を表す近似曲線を導出する。さらに、ＤＳＰ６５０は、近似曲線の最小値近傍でさらに２次曲線近似を行ない、ローカルリークを最小化するＩ，Ｑオフセット電圧を算出する。ＤＳＰ６５０は、オフセット電圧調整機能により算出したＩ，Ｑオフセット電圧を出力し、Ｉ，Ｑ信号にそれぞれ最適な電圧印加する。

ＤＳＰ６５０で行なう近似曲線の導出方法である回帰分析の手法として、最小二乗法がある。図８を参照して、最小二乗法での近似曲線導出手順を以下説明する。図８において、ローカルリーク測定値とＩ，Ｑオフセット電圧との関係を表す近似曲線の導出に当たって、あてはめる曲線の一般型をあらかじめ設定しておく。ただし、この近似曲線の変数は、ＩまたはＱオフセット電圧であり、未知の定数である係数を少なくとも一つ以上持つものとする。

次に、測定を行なったＩ，Ｑオフセット電圧を設定したあてはめる曲線の一般型の変数に代入し、ローカルリーク測定値の二乗残差を表す式を求め、全てのローカルリーク測定値に対する二乗残差の総和を表す式を導出する。この二乗残差の総和が最小となる係数を持つ曲線が、求める近似曲線となる。

二乗残差の総和が最小となる曲線の各係数は、二乗残差の総和をあてはめる曲線の各係数での偏微分をそれぞれゼロとおくことで曲線の係数で表わされる連立方程式を立て、これらの連立方程式を解くことで求めることができる。導出した未知の係数をあてはめる曲線の一般型の各係数に代入することで、ローカルリーク測定値とＩ，Ｑオフセット電圧の関係を表す近似曲線が導出できる。
ただし、本実施例で用いる回帰分析は、ローカルリークの測定値と測定時のＩ，Ｑのオフセット電圧から近似曲線を導出できるものであれば、最小二乗法以外の方式でもよい。

導出した近似曲線の最小値近辺のローカルリーク測定値から、ＤＳＰ６５０は、近似曲線と同様の方法で２次曲線近似を行なう。ＤＳＰ６５０は、２次曲線が最小、つまりローカルリークが最小となるＩ，Ｑオフセット電圧を算出し、オフセット電圧調整機能より算出したＩ，Ｑオフセット電圧を出力し、Ｉ，Ｑ信号に印加することでローカルリークを低減する。

ローカルリークを最小にするＩ，Ｑオフセット電圧の算出は、近似曲線の最小値を直接Ｉ，Ｑオフセット電圧の調整値としてもよい。また、はじめから２次曲線近似を行ない、最小値となるＩ，Ｑオフセット電圧を算出するようにしてもよい。

以上のように、本実施例を適用することで、ローカルリークの低減が可能となる。また、図６における近似曲線導出部３５０とオフセット電圧調整部３０３をＤＳＰ６５０内の機能として実装してもよい。この場合、近似曲線導出部３５０とオフセット電圧調整部３０３を回路上に実装する必要が無くなり、基板上の実装面積の削減や部品コスト低減が期待できる。

実施例１では、ローカルリーク検出回路が最小値近傍でローカルリークを測定できない場合でも、測定可能な範囲で取得した複数のローカルリーク値から回帰分析等により近似曲線を導出することで、ローカルリークを最小化するＩ，Ｑオフセット電圧値を算出できる。このため、ローカルリーク検出系回路の性能に制限されることなくローカルリーク低減回路の厳密な調整が可能となる。また、高性能なローカルリーク検出回路を構成する必要がなく、ローカルリーク検出回路の小型化や低価格も期待できる。

図９を参照して、実施例２のローカルリーク低減回路を説明する。一般的に、Ｉ，Ｑオフセット電圧は、周辺温度および入力されるＩ，Ｑ信号の振幅に依存して変化する。このため、装置の温度の変化等によって、ローカルリークを最小化するＩ，Ｑオフセット電圧が変化する。このような最適なＩ，Ｑオフセット電圧の変動は、ＯＦＤＭ等の高度な変調方式を用いた送信装置では、信号品質を大きく劣化させる要因となる。このため、送信中であってもローカルリーク値を監視し、Ｉ，Ｑオフセット電圧が変動し、ローカルリーク値が装置の規定値を超えた場合、適宜、Ｉ，Ｑオフセット電圧の再調整を行なえることが望ましい。

実施例２では、ローカルリーク検出回路３０２として、ローパスフィルタ３６０とＰｏｗｅｒ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ（電力検出器）３７０とを組み合わせる。この構成により、直交変調された信号とローカルリークとが混在した直交変調器３００の出力からローカルリークのみを抽出する。この結果、送信中のＩ，Ｑオフセット電圧の調整を可能にしている。

実施例２のローカルリーク低減回路の再調整方法について、以下説明する。
Ｉ，Ｑ信号が入力された直交変調器３００は、Ｉ，Ｑ信号が直交変調された信号とＩ，Ｑオフセット成分によるローカルリークを混在して出力し、送信する。方向性結合器３０１は、直交変調された信号とローカルリークが混在したフィードバック出力を、ローカルリーク検出回路３０２に入力する。

ここで、直交変調された信号の周波数は、一般的に、Ｄ／Ａ変換器７００の出力であるＩ，Ｑ信号の持つ中間周波数とローカル信号の周波数の和（または差）となる。一方、ローカルリークは、Ｉ，Ｑオフセットによる直流成分が直交変調器３００に入力され、この直流成分にローカル信号が乗算されることで発生する。このため、ローカルリークは、ローカル信号と同じ周波数を持つ。

このように、直交変調信号とローカルリークは、異なる周波数を持つ。したがって、ローカルリーク検出回路３０２のローパスフィルタ３６０をローカルリークだけを通過する特性にすることで、ローカルリークのみが抽出できる。すなわち、実施例２に拠れば、信号を送波中であってもローカルリーク成分のみが抽出できる。

ローパスフィルタ３６０は、バンドパスフィルタであってもよく、直交変調器とローカルリークの周波数関係に合わせて適切なものを選択するように構成すれば良い。
また、実施例２のローカルリーク検出回路３０２は、ローパスフィルタ３６０等のフィルタとＰｏｗｅｒ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ３７０の組み合わせ以外にも、直交変調した信号を送波中にローカルリークのみを抽出できるものであれば、別の構成のものでも良い。

抽出されたローカルリークについて、Ｐｏｗｅｒ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ３７０は、ローカルリークの電力を測定する。Ａ／Ｄ変換器７０１は、測定電力信号をアナログ信号からデジタル信号に変換し、ＤＳＰ６５０に入力する。

このローカルリーク検出回路３０２は、常時または定期的にローカルリークの測定を行ない、測定値をＤＳＰ６５０で監視し、測定値が再調整を実施する閾値を超えた場合、近似曲線の導出とローカルリークを最小にするＩ，Ｑオフセット電圧の算出を再度行ない、Ｉ，Ｑオフセット電圧を算出した値に調整し、Ｉ，Ｑ信号に印加することでローカルリークの低減回路の再調整を行なう。

再調整の手順は、ＤＳＰ６５０が再調整を行なうと判定したとき、Ｉ，Ｑオフセット電圧を少しずつ変化させ、ローカルリーク値の測定を行なう。この時、測定したローカルリーク値が、あらかじめ設定された装置のローカルリーク仕様値を超えないように測定値を監視し、ローカルリークの仕様値＋設定したマージンを超えない範囲でＩ，Ｑオフセット電圧を一定のステップで変化させる。

ここで、装置のローカルリーク仕様値は、再調整の実施を判定するローカルリーク規定値より大きく、スプリアス規定に対してある程度のマージンを持たせた値である。

さらに、測定した全てのローカルリークに対して、前後の測定値に対する最低変化量を規定しておき、変化量が規定値未満である時、その測定値は近似曲線の導出には使用しない。これにより、近似曲線の導出に不要な、ノイズフロア以下のローカルリーク測定値を排除する。

残りのローカルリーク測定値を用いて、ＤＳＰ６５０は、近似曲線を導出する。ＤＳＰ６５０は、ローカルリークを最小化するＩ，Ｑオフセット電圧を算出する。さらに、ＤＳＰ６５０は、算出したＩ，Ｑオフセット電圧を出力する。加算器は、ローカルリークを最小化するＩ，Ｑオフセット電圧をＩ，Ｑ信号に印加することでローカルリークの低減回路の再調整を行なう。

以上のように、実施例２に依れば、Ｉ，Ｑ信号が出力され、直交変調器からはローカルリークだけでなく直交変調された信号も出力されている場合においても、ローカルリーク検出回路がローカルリークのみを抽出し、近似曲線を再導出し、Ｉ，Ｑオフセット電圧を再調整可能となり、送信を停止することなくローカルリークを最小化できる。また、Ｉ，Ｑオフセット電圧が変化しても、その変化に追従してＩ，Ｑオフセット電圧を再調整できるため、常にローカルリークの影響を最小化できる。

図１０を参照して、実施例３のローカルリーク低減回路を備えた送信回路の構成を説明する。図１０において、送信回路は、図７を参照して説明した送信回路の構成に加え、パワーアンプ７０３の電源を制御するパワーアンプ制御部７５０を有する。パワーアンプ制御部７５０は、ＤＳＰ６５０からの制御信号によりパワーアンプ７０３の電源をＯＮ／ＯＦＦする。パワーアンプのＯＮ／ＯＦＦ判定は、ＤＳＰ６５０で行なわれる。ＤＳＰ６５０は、パワーアンプ７０３の起動／停止信号をパワーアンプ制御部７５０に送信する。
ここで、パワーアンプ制御部７５０をＤＳＰ６５０内の機能として実装し、ＤＳＰ６５０がパワーアンプのＯＮ／ＯＦＦを直接制御するように構成してもよい。

ローカルリーク低減回路の再調整方法は、以下の通りである。
ＤＳＰ６５０は、送信装置がベースバンド部からの信号が無く、Ｉ，Ｑ信号が出力されない時、パワーアンプ制御部７５０へ停止信号を送信し、パワーアンプ７０３の電源をＯＦＦにする。ＤＳＰ６５０は、Ｉ，Ｑ信号の入力が無い直交変調器３００の出力であるローカルリークを方向性結合器３０１でフィードバックする。ローカルリーク検出回路３０２は、そのローカルリークを測定する。Ａ／Ｄ変換器は、測定値をアナログ信号からデジタル信号に変換してＤＳＰ６５０に入力する。

ＤＳＰ６５０は、同様に近似曲線の導出とローカルリークを最小化するＩ，Ｑオフセット電圧を算出する。ＤＳＰ６５０は、算出したＩ，Ｑオフセット電圧を出力し、Ｉ，Ｑ信号に印加することでローカルリークの低減回路の再調整を行なう。

Ｉ，Ｑオフセット電圧の再調整を行なうタイミングとしては、深夜等の長時間送信を行なわない時間に定期的に行なうことが考えられる。また、送信を行なわないＩｄｌｅ状態が設定した時間経過しても継続している場合、再調整するように制御してもよい。

実施例３に依れば、端末等の送信を行なわないＩｄｌｅ時間がある送信装置において電源をＯＦＦすることなく、ローカルリークを最小化するようにＩ，Ｑオフセット電圧を調整することが可能になる。また、適宜、再調整が行なわれることで、最適なＩ，Ｑオフセット電圧が変化してしまった場合も、自動的にローカルリークを最小化するようにＩ，Ｑオフセット電圧を調整できる。

図１１を参照して、実施例４のローカルリーク低減回路を備えた送信装置の構成を説明する。実施例４は、０系送信回路６９０−０と１系送信回路６９０−１と呼ぶ２系統の送信回路を有する送信装置である。なお、送信回路６９０には、ＤＳＰ６５０を含むが、図示の簡便のため外れている。

各送信回路６９０は、Ｄ／Ａ変換器７００と、直交変調器３００と、ローカル信号発振回路３０４と、パワーアンプ７０３と、方向性結合器３０１と、ローカルリーク検出器３０２と、Ａ／Ｄ変換器７０１と、ＤＳＰ６５０と、アンテナ６１０とを有する。

Ｄ／Ａ変換器７００は、ＤＳＰ６５０からのデジタル信号をアナログ信号に変換する。直交変調器３００は、Ｉ，Ｑ信号を直交変調する。ローカル信号発振回路３０４は、ローカル信号を出力する。パワーアンプ７０３は、信号を増幅する。方向性結合器３０１は、ローカルリーク低減を行なうために、直交変調器３００の出力をフィードバックする。ローカルリーク検出器３０２は、ローカルリークを測定する。Ａ／Ｄ変換器７０１は、測定したローカル信号をアナログ信号からデジタル信号に変換する。ＤＳＰ６５０は、近似曲線導出部３５０とオフセット電圧調整部３０３の機能を持つ。アンテナ６１０は、無線信号を出力する。

ここで、アンテナ６１０の前段にＤｕｐｌｅｘｅｒを挿入し、送信回路毎に受信回路を持つ構成であってもよく、アンテナ６１０の前段に合成器を挿入し、２系統の出力を一本のアンテナで送信する構成にしてもよい。

各送信回路６９０のパワーアンプ７０３は、ＤＳＰ６５０からの制御信号を入力する端子があり、ＤＳＰ６５０からの制御信号でパワーアンプ７０３の電源をＯＮ／ＯＦＦできるように構成されている。

実施例４のローカルリーク低減回路の再調整方法を以下説明する。
ＤＳＰ６５０は、定期的またはトラフィックの少ない時間帯に、調整する片方の送信回路６９０のパワーアンプ７０３の電源をＯＦＦし、Ｉ，Ｑ信号の出力を停止し、直交変調器への入力信号が無い状態にする。方向性結合器３０１は、Ｉ，Ｑ信号の入力が無い直交変調器３００の出力であるローカルリークをローカルリーク検出回路３０２にフィードバックする。ローカルリークをローカルリーク検出回路３０２は、そのローカルリークを測定する。Ａ／Ｄ変換器は、測定値をアナログ信号からデジタル信号に変換して、ＤＳＰ６５０に入力する。

ＤＳＰ６５０は、実施例１と同様に近似曲線の導出とローカルリークを最小化するＩ，Ｑオフセット電圧を算出し、算出したＩ，Ｑオフセット電圧を出力する。加算器は、Ｉ，Ｑオフセット電圧をＩ，Ｑ信号に印加することでローカルリークの低減回路の再調整を行なう。調整が終了すると、ＤＳＰ６５０は、パワーアンプ７０３を再び起動し、Ｉ，Ｑ信号の出力も再開する。
次に、もう片方の送信回路も同様の方法で調整を行なう。ただし、２つの送信回路を続けて調整する必要はなく、片系ずつ時間をずらして調整するよう制御してもよい。

実施例４を適用することで、複数の送信回路を有する無線基地局において、サービスを停止することなく、ローカルリークを最小化するＩ，Ｑオフセット電圧を再調整できる。また、適宜、定期的に再調整が行なうことで、最適なＩ，Ｑオフセット電圧が変化してしまった場合も、自動的にローカルリークを最小化するようにＩ，Ｑオフセット電圧が調整され、信号品質を維持できる。

図１２を参照して、実施例５のローカルリーク低減回路を備えた送信装置の構成を説明する。図１２において、送信回路６９０Ｂは、自身の出力信号の品質を監視するために、図７の構成に加えて、方向性結合器３０１−２と、復調器７６０と、再調整判定部７７０とを有する。

方向性結合器３０１−２は、出力信号をフィードバックする。復調器７６０は、直交変調信号を復調する。再調整判定部７７０は、復調した信号の品質を評価し、Ｉ，Ｑオフセット電圧の再調整の要否を判定し、信号の劣化した際にＩ，Ｑオフセット電圧の再調整を指示する。そして、再調整するよう指示を受けたＤＳＰ６５０は、ローカルリークを最小化するＩ，Ｑオフセット電圧を再調整・出力し、Ｉ，Ｑ信号に印加するように構成される。
ここで、再調整判定部７７０は、ＤＳＰ６５０内の機能として実装してもよい。また、復調回路７６０をローカルリーク検出回路３０２としても利用することで、送信回路全体で、フィードバック回路を一つに統合した構成でもよい。

判定に用いる信号品質は、ＢＥＲ（Bit Error Rate）やＥＶＭ（Error Vector Magnitude）等があり、これらの測定値が装置の仕様値や規定値より劣化した際にＩ，Ｑオフセット電圧を再調整するように制御する。

実施例５のローカルリーク低減方法を以下説明する。
再調整判定部７７０は、常時または定期的に出力信号の信号品質を監視し、信号品質が規定値以下になった時、ＤＳＰ６５０にローカルリーク低減回路の再調整を行なう指示を行なう。ＤＳＰ６５０は、再調整判定部７７０からローカルリーク低減回路の再調整の指示を受けると、パワーアンプ７０３の電源をＯＦＦし、Ｉ，Ｑ信号の出力を停止し、直交変調器への入力信号が無い状態にする。方向性結合器３０１−１は、Ｉ，Ｑ信号の入力が無い直交変調器３００の出力であるローカルリークをローカルリーク検出回路３０２にフィードバックする。ローカルリーク検出回路３０２は、そのローカルリークを測定する。Ａ／Ｄ変換器７０１は、測定値をアナログ信号からデジタル信号に変換してＤＳＰ６５０に入力する。

ＤＳＰ６５０は、実施例１と同様に近似曲線の導出とローカルリークを最小化するＩ，Ｑオフセット電圧を算出し、算出したＩ，Ｑオフセット電圧を出力する。加算器は、Ｉ，Ｑオフセット電圧をＩ，Ｑ信号に印加することでローカルリークの低減回路の再調整を行なう。再調整が終了すると、ＤＳＰ６５０は、パワーアンプ７０３を再び起動し、Ｉ，Ｑ信号の出力も再開する。
なお、再調整は実施例２と同様に送信を行ないながらローカルリーク低減回路を再調整するように制御してもよい。

実施例５を行なうことで、信号品質が規定値以下に劣化した際に、即座にローカルリークを最小化するようにＩ，Ｑオフセット電圧を再調整でき、スプリアスの発生や信号品質劣化によるスループットの低下を最小限に抑制可能となる。

図１３を参照して、実施例６のローカルリーク低減回路の構成を説明する。図１３において、送信回路６９０Ｃは、パワーアンプ７０３の歪補償をするために、図７の構成に加えて、方向性結合器３０１−２と、復調器７６０と、歪補償回路７８０とを有する。

方向性結合器３０１−２は、パワーアンプ７０３の出力をフィードバックする。復調器７６０は、出力信号を復調する。歪補償回路７８０は、復調した信号からパワーアンプ７０３による歪を検出し、Ｉ，Ｑ信号の補正情報を送信する。

ＤＳＰ６５０は、歪補償回路からの補正情報を基にパワーアンプ７０３の出力で歪が無くなるようにＩ，Ｑ信号を補正する。

また、ローカルリーク低減回路として、パワーアンプ７０３の前で直交変調器出力３００をフィードバックするための方向性結合器３０１と、ローカルリークを測定するローカルリーク検出回路３０２と、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器７０１を有する。デジタル信号に変換されたローカルリークは、ＤＳＰ６５０に入力され、近似曲線の導出とローカルリークを最小化するＩ，Ｑオフセット電圧が算出を行ない、算出したＩ，Ｑオフセット電圧を出力し、Ｉ，Ｑ信号に印加するように構成される。

ここで、ローカルリーク検出回路３０２として復調回路７６０を用いてもよく、復調回路７６０の前段にスイッチを挿入し、パワーアンプ７０３前後のフィードバックを切り替える構成にし、ローカルリーク検出回路３０２と歪み補償用の復調回路７６０を一つの復調回路７６０に置き換えることでローカルリーク低減用と歪み補償用のフィードバック回路を統合してもよい。また、歪み補償回路は、ＤＳＰ６５０内の機能として実装してもよい。

パワーアンプ７０３の歪補償は、パワーアンプ７０３を起動し、信号を送信している環境で行なう必要がある。このため、歪み補償回路が収束するまでの間、ローカルリークがパワーアンプ７０３によって増幅され、そのまま出力されてしまう。

そこで、実施例６では、パワーアンプ７０３を起動する前の段階で、実施例１と同様に、Ｉ，Ｑ信号を入力しない状態での直交変調器３００の出力であるローカルリークをパワーアンプ７０３の前段にある方向性結合器３０１−１でフィードバックし、ローカルリーク検出回路３０２で測定し、Ａ／Ｄ変換器でアナログ信号からデジタル信号に変換し、ＤＳＰ６５０内で処理を行ない、ローカルリークを最小化するようにＩ，Ｑオフセット電圧の調整を歪補償実施前に行なうように制御する。

ローカルリークの低減後、パワーアンプ７０３を起動し、Ｉ，Ｑ信号を出力し、パワーアンプ７０３の出力をパワーアンプの次段に挿入した方向性結合器３０１−２でフィードバックし、歪み補償回路７８０にてパワーアンプの歪の検出し、補正情報をＤＳＰ６５０に入力する
ＤＳＰ６５０は、歪み補償回路７８０からの歪補償情報を基にパワーアンプ出力で歪が無くなるようにＩ，Ｑ信号を補正することで歪補償を行なう。

実施例６を適用することにより、歪み補償開始時および収束するまでの間にローカルリークがパワーアンプ７０３で増幅され、そのまま出力してしまうことを防止できる。

３００…直交変調器、３０１…方向性結合器、３０２…ローカルリーク検出回路、３０３…オフセット電圧調整部、３０４…ローカル信号発振回路、３４０…振幅・位相調整回路、３５０…近似曲線導出部、３６０…ローパスフィルタ、３７０…Ｐｏｗｅｒ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ、４００…無線ネットワーク、５００…ネットワーク網、６００…無線基地局、６１０…アンテナ、６２０…送受信部、６３０…ベースバンド部、６４０…回線インタフェース、６５０…ＤＳＰ、６６０…受信回路、６８０…Ｄｕｐｌｅｘｅｒ、６９０…送信回路、７００…Ｄ／Ａ変換器、７０１…Ａ／Ｄ変換器、７０３…パワーアンプ、７０４…ローノイズアンプ、７０６…ミキサ、７５０…パワーアンプ制御部、７６０…復調回路、７７０…再調整判定部、７８０…歪み補償回路、８００…コアネットワークサーバ、９００…端末。

Claims (5)

1. 直交変調器を含む、Ｉ，Ｑ信号のオフセット電圧を調整可能な送信装置におけるオフセット電圧調整方法であって、
   ローカルリーク検出回路にてローカルリークが検出できる範囲でＩ，Ｑオフセット電圧をそれぞれ複数回変更し、その時のローカルリークを測定し、
   回帰分析等を用いて測定したローカルリークとＩ，Ｑオフセット電圧との関係を示す近似曲線をそれぞれ導出し、
   最小値近傍のローカルリーク測定値からさらに２次曲線近似し、
   その最小点を算出し、
   ローカルリークを最小化するＩ，Ｑ信号のオフセット電圧に調整するオフセット電圧調整方法。
2. Ｉ信号とＱ信号とローカル信号とを入力として、前記Ｉ信号と前記Ｑ信号とを高周波信号に変換する直交変調器と、ローカルリークの電力を検出するローカルリーク検出回路と、前記直交変調器の後段に配置され、前記ローカルリークを前記ローカルリーク検出回路にフィードバックする方向性結合器と、Ｉオフセット電圧とＱオフセット電圧とを出力して、前記Ｉオフセット電圧を前記Ｉ信号に印加し、前記Ｑオフセット電圧を前記Ｑ信号に印加するオフセット電圧調整部と、からなるローカルリーク低減回路において、
   さらに、近似曲線導出部を備え、
   前記近似曲線導出部は、前記オフセット電圧調整部を制御して、前記オフセット電圧と前記Ｑオフセット電圧とを変化させながら、前記ローカルリーク検出回路が検出した前記電力を取得して、前記電力の最小値近傍において２次曲線近似により、最適Ｉオフセット電圧と最適Ｑオフセット電圧とを算出し、
   前記オフセット電圧調整部は、近似曲線導出部が算出した前記最適Ｉオフセット電圧と前記最適Ｑオフセット電圧とを出力することを特徴とするローカルリーク低減回路。
3. Ｉ信号とＱ信号とローカル信号とを入力として、前記Ｉ信号と前記Ｑ信号とを高周波信号に変換する直交変調器と、ローカルリークの電力を検出するローカルリーク検出回路と、前記直交変調器の後段に配置され、前記ローカルリークを前記ローカルリーク検出回路にフィードバックする方向性結合器と、Ｉオフセット電圧とＱオフセット電圧とを出力して、前記Ｉオフセット電圧を前記Ｉ信号に印加し、前記Ｑオフセット電圧を前記Ｑ信号に印加するデジタルシグナルプロセッサと、からなるローカルリーク低減回路において、
   前記デジタルシグナルプロセッサは、前記オフセット電圧と前記Ｑオフセット電圧とを変化させながら、前記ローカルリーク検出回路が検出した前記電力を取得して、前記電力の最小値近傍において２次曲線近似により、最適Ｉオフセット電圧と最適Ｑオフセット電圧とを算出し、算出した前記最適Ｉオフセット電圧と前記最適Ｑオフセット電圧とを出力することを特徴とするローカルリーク低減回路。
4. 請求項２または請求項３に記載のローカルリーク低減回路であって、
   前記ローカルリーク検出回路は、前記ローカルリークの周波数帯を通過させ、かつ前記高周波信号を阻止するフィルタと、電力検出器とで構成されることを特徴とするローカルリーク低減回路。
5. Ｉ信号とＱ信号とローカル信号とを入力として、前記Ｉ信号と前記Ｑ信号とを高周波信号に変換する直交変調器と、ローカルリークの電力を検出するローカルリーク検出回路と、前記直交変調器の後段に配置され、前記ローカルリークを前記ローカルリーク検出回路にフィードバックする方向性結合器と、Ｉオフセット電圧とＱオフセット電圧とを出力して、前記Ｉオフセット電圧を前記Ｉ信号に印加し、前記Ｑオフセット電圧を前記Ｑ信号に印加するデジタルシグナルプロセッサと、前記方向性結合器のフォワード側に接続されたパワーアンプとからなる送信回路において、
   前記デジタルシグナルプロセッサは、前記パワーアンプを停止状態にして、前記オフセット電圧と前記Ｑオフセット電圧とを変化させながら、前記ローカルリーク検出回路が検出した前記電力を取得して、前記電力の最小値近傍において２次曲線近似により、最適Ｉオフセット電圧と最適Ｑオフセット電圧とを算出し、算出した前記最適Ｉオフセット電圧と前記最適Ｑオフセット電圧とを出力し、前記パワーアンプを稼動状態にすることを特徴とする送信回路。

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