JP2012191586A - 無線受信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】無線受信装置の回路サイズ及び製造コストを増加させることなく、同相成分と直交成分のずれ（インバランス量）の補正精度を改善する。
【解決手段】無線信号はアンテナ１１、低雑音増幅器１２、直交復調部１３、アナログデジタル変換器１４１、１４２を介してデジタルＩ信号Ｄｉ、デジタルＱ信号Ｄｑに変換する。各々の信号は第１電力期待値算出部１５１、第２電力期待値算出部１５２によりそれぞれ第１、第２電力期待値を算出し、相関値算出部１５３で、デジタルＩ信号及びデジタルＱ信号の相関値を算出し、第１、第２電力期待値及び相関値から補正パラメータ生成部１５４により補正パラメータを算出し、補正部１６は、補正パラメータを用いて一次変換演算を行い、デジタルＩ信号及びデジタルＱ信号のＩＱインバランスを補正し、補正Ｉ信号及び補正Ｑ信号を生成する。復調部１７は、補正Ｉ信号及び補正Ｑ信号を復調し、復調信号を生成する。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、無線受信装置に関する。

一般に、無線受信装置は、様々なアナログ回路を備える。近年、無線受信装置では、高性能化及び小型化のために、アナログ回路の一部をデジタル回路に置き換える技術が採用されている。

従来、無線受信装置の機能の１つである無線信号の同相成分と直交成分のずれ（以下、「ＩＱインバランス」という）の補正機能がデジタル回路で実現される。このようなデジタル回路は、無線信号を受信すると、その無線信号の既知の部分を参照し、参照した部分（以下、「参照信号」という）に基づいてインバランス量を推定し、推定したインバランス量に基づいてＩＱインバランスを補正する。

しかしながら、無線信号には、無線受信装置のＩＱインバランスだけでなく、無線信号を送信する無線送信装置のＩＱインバランス及び通信歪等の不完全要因が存在する。また、参照信号は、無線信号の限られた周波数にのみ存在する。従って、インバランス量の補正精度は低い。

一方、インバランス量の補正精度を改善するために、無線受信装置に参照信号生成器を設ける技術がある。しかしながら、参照信号生成器の分だけ無線受信装置の回路サイズ及び製造コストが増加する。

国際公開ＷＯ２００７−１４６０９０号公報

本発明が解決しようとする課題は、無線受信装置の回路サイズ及び製造コストを増加させることなく、インバランス量の補正精度を改善することである。

本発明の実施形態の無線受信装置は、アンテナと、低雑音増幅器と、直交復調部と、アナログデジタル変換器と、第１電力期待値算出部と、第２電力期待値算出部と、相関値算出部と、補正パラメータ生成部と、補正部と、復調部と、制御部と、を備える。アンテナは、無線信号を受信する。低雑音増幅器は、アンテナの出力信号を低雑音で増幅する。直交復調部は、低雑音増幅器の出力信号を復調し、同相成分のアナログＩ信号及び直交成分のアナログＱ信号を生成する。アナログデジタル変換器は、アナログＩ信号を同相成分のデジタルＩ信号に変換し、アナログＱ信号を直交成分のデジタルＱ信号に変換する。第１電力期待値算出部は、デジタルＩ信号の第１電力期待値を算出する。第２電力期待値算出部は、デジタルＱ信号の第２電力期待値を算出する。相関値算出部は、デジタルＩ信号及びデジタルＱ信号の相関値を算出する。補正パラメータ生成部は、第１電力期待値、第２電力期待値、並びにデジタルＩ信号及びデジタルＱ信号の相関値に基づいて、補正パラメータを算出する。補正部は、補正パラメータを用いて一次変換演算を行い、デジタルＩ信号及びデジタルＱ信号のＩＱインバランスを補正し、補正Ｉ信号及び補正Ｑ信号を生成する。復調部は、補正Ｉ信号及び補正Ｑ信号を復調し、復調信号を生成する。制御部は、低雑音増幅器で混入される熱雑音が、直交復調部で混入される直交復調雑音及びアナログデジタル変換器で混入されるアナログデジタル変換雑音より大きくなるように、低雑音増幅器の利得を制御する利得制御信号を生成する。低雑音増幅器は、利得制御信号に基づいて動作する。

第１実施形態の無線受信装置１０の構成図。 第１実施形態のＩＱ振幅インバランス推定誤差のシミュレーション結果のグラフ。 第１実施形態のＩＱ位相インバランス推定誤差のシミュレーション結果のグラフ。 第２実施形態の無線受信装置１０の構成図。 第２実施形態の制御処理のフローチャート。 第３実施形態の無線受信装置１０の構成図。 第３実施形態の制御処理のフローチャート。 第３実施形態の平均電力Ｐａｖｅと瞬時電力Ｐｉの関係を示すグラフ。

本実施形態について、図面を参照して説明する。

（第１実施形態）
第１実施形態について説明する。第１実施形態は、デジタルＩ信号の第１電力期待値と、デジタルＱ信号の第２電力期待値と、デジタルＩ信号及びデジタルＱ信号の相関値とに基づいて、ＩＱインバランスを補正するための補正パラメータを算出する例である。

第１実施形態の無線受信装置の構成について説明する。図１は、第１実施形態の無線受信装置１０の構成図である。

図１の無線受信装置１０は、アンテナ１１と、低雑音増幅器（以下、「ＬＮＡ（Ｌｏｗ Ｎｏｉｓｅ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）」という）１２と、直交復調部１３と、第１及び第２アナログデジタル変換器（以下、「ＡＤＣ（Ａｎａｌｏｇ ｔｏ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）」という）１４１及び１４２と、補正制御部１５と、補正部１６と、復調部１７と、制御部１８と、を備える。補正制御部１５は、第１及び第２電力期待値算出部１５１及び１５２と、相関値算出部１５３と、補正パラメータ生成部１５４と、を備える。

制御部１８は、ＬＮＡ１２で混入される熱雑音が、直交復調部１３で混入される直交復調雑音、並びに第１及び第２ＡＤＣ１４１及び１４２で混入されるアナログデジタル（以下、「ＡＤ（Ａｎａｌｏｇ ｔｏ Ｄｉｇｉｔａｌ）」という）変換雑音より極めて大きくなるように、ＬＮＡ１２の利得を制御する第１利得制御信号ＧＣ１を生成する。

アンテナ１１は、基地局（図示せず）又は無線送信装置（図示せず）から送信された無線信号を受信する。

ＬＮＡ１２は、第１利得制御信号ＧＣ１に基づいて、アンテナ１１の出力信号を低雑音で増幅する。ＬＮＡ１２の出力信号には、熱雑音が混入される。なお、熱雑音はアンテナ雑音に比べて極めて大きいので、ＬＮＡ１２の出力信号の雑音成分は、熱雑音と略等しい。

直交復調部１３は、ＬＮＡ１２の出力信号を復調し、同相成分のアナログ信号（以下、「アナログＩ（Ｉｎ−ｐｈａｓｅ−ｃｈａｎｎｅｌ）信号」という）Ａｉと、直交成分のアナログ信号（以下、「アナログＱ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ−ｐｈａｓｅ−ｃｈａｎｎｅｌ）信号」という）Ａｑと、を生成する。アナログＩ信号Ａｉ及びアナログＱ信号Ａｑには、直交復調雑音が混入される。なお、制御部１８が第１利得制御信号ＧＣ１を生成するので、直交復調雑音は、熱雑音に比べて極めて小さい。従って、アナログＩ信号Ａｉ及びアナログＱ信号Ａｑに混入される雑音成分は、熱雑音と略等しい。

第１ＡＤＣ１４１は、アナログＩ信号ＡｉをデジタルＩ信号Ｄｉに変換する。第２ＡＤＣ１４２は、アナログＱ信号ＡｑをデジタルＱ信号Ｄｑに変換する。デジタルＩ信号Ｄｉ及びデジタルＱ信号Ｄｑは、直交復調部１３、並びに第１及び第２ＡＤＣ１４１及び１４２に起因するＩＱインバランスの影響を受ける。従って、デジタルＩ信号Ｄｉは理想的な同相成分に対してインバランス量の分だけ位相がずれており、デジタルＱ信号Ｄｑは理想的な直交成分に対してインバランス量の分だけ位相がずれている。また、デジタルＩ信号Ｄｉ及びデジタルＱ信号Ｄｑには、ＡＤ変換雑音が混入される。なお、制御部１８が第１利得制御信号ＧＣ１を生成するので、ＡＤ変換雑音は、熱雑音に比べて極めて小さい。従って、デジタルＩ信号Ｄｉ及びデジタルＱ信号Ｄｑに混入される雑音成分は、熱雑音と略等しい。

補正制御部１５は、加法性白色ガウス雑音（以下、「ＡＷＧＮ（Ａｄｄｉｔｉｖｅ Ｗｈｉｔｅ Ｇａｕｓｓｉａｎ Ｎｏｉｓｅ）」という）モデルを用いてデジタルＩ信号Ｄｉ及びデジタルＱ信号Ｄｑに混入される熱雑音をモデル化し、ＩＱインバランスを補正するための補正パラメータＣｐを生成する。

第１及び第２電力期待値算出部１５１及び１５２は、それぞれ、デジタルＩ信号Ｄｉの第１電力期待値及びデジタルＱ信号Ｄｑの第２電力期待値を算出する。相関値算出部１５３は、デジタルＩ信号及びデジタルＱ信号の相関値を算出する。補正パラメータ生成部１５４は、第１電力期待値、第２電力期待値、並びにデジタルＩ信号及びデジタルＱ信号の相関値に基づいて、補正パラメータＣｐを生成する。

補正部１６は、補正パラメータＣｐを用いてＩＱインバランス補正演算を行い、デジタルＩ信号Ｄｉ及びデジタルＱ信号ＤｑのＩＱインバランスを補正し、補正Ｉ信号Ｄｉ´及び補正Ｑ信号Ｄｑ´を生成する。ＩＱインバランス補正演算は、例えば一次変換演算である。

復調部１７は、復調する無線信号のうち既知のＩ成分及びＱ成分との相互相関関数に基づいて補正Ｉ信号Ｄｉ´の第１復調相関値Ｍｉ及び補正Ｑ信号Ｄｑ´の第２復調相関値Ｍｑを生成し、生成した第１及び第２復調相関値Ｍｉ及びＭｑに基づいて復調信号を生成する。例えば、復調部１７は、相互相関関数に基づいて復調信号を生成する整合フィルタ（いわゆる、マッチトフィルタ）と、既知のＩ成分及びＱ成分を記憶するメモリ（例えば、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）と、を備える。

補正制御部１５の動作原理について説明する。

ＩＱインバランスが存在しない理想状態では、デジタルＩ信号Ｄｉ及びデジタルＱ信号Ｄｑには、ガウス分布に基づいた熱雑音が混入される。ここで、理想状態のデジタルＩ信号Ｄｉをｎ_Ｉ、理想状態のデジタルＱ信号Ｄｑをｎ_Ｑとすると、式１及び２が成立する。即ち、式１に示すように、理想状態の第１電力期待値Ｅ［ｎ_Ｉ ^２］及び第２電力期待値Ｅ［ｎ_Ｑ ^２］は、何れも、熱雑音の大きさに依存する熱雑音パラメータσを用いて表現され、且つ第１電力期待値Ｅ［ｎ_Ｉ ^２］は第２電力期待値Ｅ［ｎ_Ｑ ^２］と等しい。また、式２に示すように、理想状態のデジタルＩ信号Ｄｉ及びデジタルＱ信号Ｄｑの相関値Ｅ［ｎ_Ｉｎ_Ｑ］は０である。即ち、理想状態では、デジタルＩ信号ＤｉとデジタルＱ信号Ｄｑとの間に相関性がない。

一方、ＩＱインバランスが存在する通常状態では、デジタルＩ信号Ｄｉ及びデジタルＱ信号Ｄｑに混入される熱雑音は、ガウス分布に基づいた熱雑音とは一致しない。ここで、通常状態のデジタルＩ信号Ｄｉをｎ_Ｉ´、理想状態のデジタルＱ信号Ｄｑをｎ_Ｑ´とすると、式３〜６が成立する。「即ち、理想状態ではデジタルＩ信号ＤｉとデジタルＩ信号Ｄｑは無相関且つ同一分布に従う変数であったが、通常状態では互いに式３の関係で表される変数となる。その結果、式４及び５に示すように、通常状態の第１電力期待値Ｅ［ｎI２´］は、通常状態の第２電力期待値Ｅ［ｎＱ２´］と異なる。また、式１及び４に示すように、通常状態の第１電力期待値Ｅ［ｎ_Ｉ ^２´］は、理想状態の第１電力期待値Ｅ［ｎ_Ｉ ^２］と等しい。また、式１及び５に示すように、通常状態の第２電力期待値Ｅ［ｎ_Ｑ ^２´］は、理想状態の第２電力期待値Ｅ［ｎ_Ｑ ^２］と異なる。また、式６に示すように、通常状態では、デジタルＩ信号ＤｉとデジタルＱ信号Ｄｑとの間に相関性がある。

以上より、ＩＱ振幅インバランスαは式７で表され、ＩＱ位相インバランスφは式８で表される。

第１電力期待値算出部１５１は、式９に基づいて、通常状態の第１電力期待値Ｅ［ｎ_Ｉ ^２´］を算出する。第２電力期待値算出部１５２は、式１０に基づいて、通常状態の第２電力期待値Ｅ［ｎ_Ｑ ^２´］を算出する。相関値算出部１５３は、式１１に基づいて、通常状態の相関値Ｅ［ｎ_Ｉ ^２´ｎ_Ｑ ^２´］を算出する。式９〜１１において、Ｎはサンプル数（即ち、デジタルＩ信号Ｄｉ及びデジタルＱ信号Ｄｑの測定値の数）であり、ｎ_Ｉ（ｔ）は時刻ｔにおけるデジタルＩ信号Ｄｉであり、ｎ_Ｑ（ｔ）はデジタルＱ信号Ｄｑである。

ここで、第１電力期待値Ｅ［ｎ_Ｉ ^２´］の推定値を＜Ｉ^２＞とし、第２電力期待値Ｅ［ｎ_Ｑ ^２´］の推定値を＜Ｑ^２＞とし、相関値Ｅ［ｎ_Ｉ ^２´ｎ_Ｑ ^２´］の推定値を＜ＩＱ＞とすると、式９〜式１１は、それぞれ、式１２〜１４と等価である。式１２〜１４は、それぞれ、第１電力期待値算出部１５１、第２電力期待値算出部１５２、及び相関値算出部１５３が、１つの乗算器、１つの加算器、１つのレジスタ、及び１つの除算器で実現可能であることを意味する。なお、サンプル数Ｎが固定値の場合、除算器は省略可能である。

補正パラメータ生成部１５４は、式１５に基づいてＩＱ振幅インバランスαを算出し、式１６に基づいてＩＱ位相インバランスφを算出する。ＩＱ振幅インバランスαは、デジタルＩ信号ＤｉとデジタルＱ信号Ｄｑの振幅の差を示す。ＩＱ位相インバランスφは、デジタルＩ信号ＤｉとデジタルＱ信号Ｄｑの位相の差を示す。また、補正パラメータ生成部１５４は、補正部１６に設定すべき一次変換補正行列を算出する。次いで、補正パラメータ生成部１５４は、ＩＱ振幅インバランスα、ＩＱ位相インバランスφ、及び一次変換補正行列を含む補正パラメータＣｐを補正部１６へ出力する。

なお、サンプル数Ｎは、電力期待値（第１及び第２電力期待値）と理論値（第１及び第２電力期待値の推定値）との差（以下、「ＩＱインバランス推定誤差」という）を許容範囲に含めるのに十分に大きい値であることが好ましい。図２は、第１実施形態のＩＱ振幅インバランス推定誤差のシミュレーション結果のグラフである。図３は、第１実施形態のＩＱ位相インバランス推定誤差のシミュレーション結果のグラフである。図２及び３では、サンプリング周波数が４０ＭＨｚであり、サンプル数Ｎが３００であるという条件下で、ＡＷＧＮを用いて熱雑音をモデル化したときのシミュレーション結果である。図２及び３から、例えば汎用的な無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）では、１０〜１００ｍｓ程度の測定により、推定誤差が十分に低くなることが分かる。

第１実施形態によれば、補正制御部１５は、デジタルＩ信号Ｄｉ及びデジタルＱ信号Ｄｑを用いて補正パラメータＣｐを生成するので、無線受信装置１０の回路サイズ及び製造コストを増加させることなく、インバランス量の補正精度を改善することができる。

特に、無線受信装置１０を製造したときにＩＱインバランスのテストを行う必要がないので、製造コストを低減することができる。また、無線受信装置１０にＩＱインバランスのテストのための回路を設ける必要がないので、無線受信装置１０の回路サイズを縮小することができる。また、デジタルＩ信号Ｄｉ及びデジタルＱ信号Ｄｑを用いてＩＱインバランスを補正するので、補正精度を改善することができる。

（第２実施形態）
第２実施形態について説明する。第２実施形態は、デジタルＩ信号Ｄｉ及びデジタルＱ信号Ｄｑを用いて補正パラメータＣｐの生成の可否を判定する例である。なお、上述の実施形態と同様の説明は省略する。

第２実施形態の無線受信装置の構成について説明する。図４は、第２実施形態の無線受信装置１０の構成図である。

図４の無線受信装置１０は、アンテナ１１と、ＬＮＡ１２と、直交復調部１３と、第１及び第２ＡＤＣ１４１及び１４２と、補正制御部１５と、補正部１６と、復調部１７と、制御部１８と、を備える。アンテナ１１、ＬＮＡ１２、第１及び第２ＡＤＣ１４１及び１４２、補正部１６、並びに復調部１７は、第１実施形態と同様である。

制御部１８は、ＬＮＡ１２で混入される熱雑音が、直交復調部１３で混入される直交復調雑音、並びに第１及び第２ＡＤＣ１４１及び１４２で混入されるＡＤ変換雑音より極めて大きくなるように、ＬＮＡ１２の利得を制御する第１利得制御信号ＧＣ１及び直交復調部１３の利得を制御する第２利得制御信号ＧＣ２を生成する。

また、制御部１８は、補正制御部１５の動作を制御する補正制御信号ＣＮＴを生成する。より具体的には、制御部１８は、デジタルＩ信号Ｄｉ及びデジタルＱ信号Ｄｑに基づいて補正パラメータＣｐの生成の可否を判定し、補正パラメータＣｐの生成が可能な場合に補正制御部１５を動作させるイネーブル信号ＣＮＴ（Ｅ）を生成し、補正パラメータＣｐの生成が不可能な場合に補正制御部１５を停止させるディスエーブル信号ＣＮＴ（Ｄ）を生成する。

直交復調部１３は、第２利得制御信号ＧＣ２に基づいて、ＬＮＡ１２の出力信号を復調し、アナログＩ信号Ａｉ及びアナログＱ信号Ａｑを生成する。アナログＩ信号Ａｉ及びアナログＱ信号Ａｑには、直交復調雑音が混入される。なお、制御部１８が第１利得制御信号ＧＣ１及び第２利得制御信号ＧＣ２を生成するので、直交復調雑音は、熱雑音に比べて極めて小さい。従って、アナログＩ信号Ａｉ及びアナログＱ信号Ａｑに混入される雑音成分は、熱雑音と略等しい。

補正制御部１５は、制御部１８がイネーブル信号ＣＮＴ（Ｅ）を生成した場合、ＡＷＧＮモデルを用いてデジタルＩ信号Ｄｉ及びデジタルＱ信号Ｄｑに混入される熱雑音をモデル化し、ＩＱインバランスを補正するための補正パラメータＣｐを生成する。一方、補正制御部１５は、制御部１８がイネーブル信号ＣＮＴ（Ｅ）を生成した場合、補正パラメータＣｐの生成を中止する。

第２実施形態の無線受信装置の動作について説明する。図５は、第２実施形態の制御処理のフローチャートである。

＜Ｓ５００＞ 制御部１８は、第１及び第２利得制御信号ＧＣ１及びＧＣ２を生成する。ＬＮＡ１２及び直交復調部１３は、第１及び第２利得制御信号ＧＣ１及びＧＣ２に基づいて動作する。これにより、熱雑音は、直交復調雑音に比べて極めて大きくなる。

＜Ｓ５０２＞ 制御部１８は、イネーブル信号ＣＮＴ（Ｅ）を生成する。補正制御部１５は、イネーブル信号ＣＮＴ（Ｅ）を受け取ると、補正パラメータＣｐの生成を開始する。

＜Ｓ５０４＞ 制御部１８は、デジタルＩ信号Ｄｉ及びデジタルＱ信号Ｄｑを監視し、デジタルＩ信号Ｄｉ及びデジタルＱ信号Ｄｑに基づいて熱雑音電力Ｐｍを算出する。より具体的には、制御部１８は、式１７に基づいて、熱雑音電力Ｐｍを算出する。式１７において、ｍはデジタルＩ信号Ｄｉ及びデジタルＱ信号Ｄｑのビット数であり、Ｖｒａｎｇｅは第１及び第２ＡＤＣ１４１及び１４２の入力レンジ［Ｖ］であり、Ｚｉｎは第１及び第２ＡＤＣ１４１及び１４２の入力インピーダンス［Ω］であり、Ｋは平滑化サンプル数であり、Ｄｉ（ｔ）及びＤｑ（ｔ）は、それぞれ、時刻ｔにおけるデジタルＩ信号Ｄｉ及びデジタルＱ信号Ｄｑの信号レベルである。

＜Ｓ５０６＞ 制御部１８は、熱雑音電力Ｐｍと電力閾値Ｐｔｈとの差に基づいて、補正パラメータＣｐの生成の可否（即ち、アンテナ１１が無線信号を受信したか否か）を判定する。熱雑音電力Ｐｍが電力閾値Ｐｔｈより大きい場合には（Ｓ５０６−ＹＥＳ）、制御部１８は、Ｓ５１８を実行する。一方、熱雑音電力Ｐｍが電力閾値Ｐｔｈ以下の場合には（Ｓ５０６−ＮＯ）、制御部１８は、Ｓ５０８を実行する。

熱雑音電力Ｐｍが電力閾値Ｐｔｈより大きいことは、デジタルＩ信号Ｄｉ及びデジタルＱ信号Ｄｑが無線信号の影響を受けているため、補正パラメータＣｐの生成が不可能である（即ち、適切な補正を実行するための補正パラメータＣｐを生成することができない）ことを意味する。例えば、補正パラメータＣｐの生成中にアンテナ１１が無線信号を受信すると、デジタルＩ信号Ｄｉ及びデジタルＱ信号Ｄｑが無線信号の影響を受け、熱雑音電力Ｐｍが電力閾値Ｐｔｈより大きくなる。

一方、熱雑音電力Ｐｍが電力閾値Ｐｔｈ以下であることは、デジタルＩ信号Ｄｉ及びデジタルＱ信号Ｄｑが無線信号の影響を受けていないため、補正パラメータＣｐの生成が可能である（即ち、適切な補正を実行するための補正パラメータＣｐを生成することができる）ことを意味する。

制御部１８は、式１８に基づいて電力閾値Ｐｔｈを算出する。式１８において、Ｐｎは所定の熱雑音電力期待値であり、Ｐｏはオフセット値である。また、制御部１８は、式１９に基づいて熱雑音電力期待値Ｐｎを算出する。式１９において、ｋはボルツマン定数であり、ＴはＬＮＡ１２の動作温度であり、ＢはＬＮＡ１２のノイズの帯域幅であり、ＮＦは受信装置１の雑音指数であり、ＧはＬＮＡ１２及び直交復調部１３の利得の合計値である。

＜Ｓ５０８＞ 制御部１８は、補正パラメータＣｐの生成が完了したか否かを判定する。補正パラメータＣｐの生成が完了した場合には（Ｓ５０８−ＹＥＳ）、制御処理が終了する。一方、補正パラメータＣｐの生成が完了していない場合には（Ｓ５０８−ＮＯ）、Ｓ５０４に戻る。

＜Ｓ５１８＞ 制御部１８は、ディスエーブル信号ＣＮＴ（Ｄ）を生成する。補正制御部１５は、ディスエーブル信号ＣＮＴ（Ｄ）を受け取ると、補正パラメータＣｐの生成を停止する。

なお、第２実施形態では、制御部１８は、ディスエーブル信号ＣＮＴ（Ｄ）を生成してから所定時間経過後に、Ｓ５００を実行しても良い。

また、第２実施形態では、Ｓ５０４において、制御部１８は、デジタルＩ信号Ｄｉ及びデジタルＱ信号Ｄｑに基づいて熱雑音電力Ｐｍを算出する代わりに、補正Ｉ信号Ｄｉ´及び補正Ｑ信号Ｄｑ´に基づいて熱雑音電力Ｐｍを算出しても良い。これは、ＩＱインバランス補正演算が信号レベルを大きく変えるものではない（即ち、デジタルＩ信号Ｄｉ及びデジタルＱ信号Ｄｑの信号レベルは、補正Ｉ信号Ｄｉ´及び補正Ｑ信号Ｄｑ´の信号レベルと略等しい）ためである。

第２実施形態によれば、制御部１８は、デジタルＩ信号Ｄｉ及びデジタルＱ信号Ｄｑに基づいて、適切な補正を実行するための補正パラメータＣｐの生成の可否を判定し、補正パラメータＣｐの生成が不可能な場合に補正パラメータＣｐの生成を停止するように、補正制御部１５を制御する。これにより、不適切な補正の原因となる補正パラメータＣｐの生成を防ぐことができ、インバランス量の補正精度を第１実施形態よりも改善することができる。

（第３実施形態）
第３実施形態について説明する。第２実施形態は、デジタルＩ信号Ｄｉ及びデジタルＱ信号Ｄｑに基づいて補正パラメータＣｐの生成の可否を判定する例であるが、第３実施形態は、復調部の整合フィルタの出力である相関値に基づいて補正パラメータＣｐの生成の可否を判定する例である。なお、上述の実施形態と同様の説明は省略する。

第３実施形態の無線受信装置の構成について説明する。図６は、第３実施形態の無線受信装置１０の構成図である。

図６の無線受信装置１０は、アンテナ１１と、ＬＮＡ１２と、直交復調部１３と、第１及び第２ＡＤＣ１４１及び１４２と、補正制御部１５と、補正部１６と、復調部１７と、制御部１８と、を備える。アンテナ１１、ＬＮＡ１２、直交復調部１３、第１及び第２ＡＤＣ１４１及び１４２、補正部１６、並びに復調部１７は、第１実施形態と同様である。補正制御部１５は、第２実施形態と同様である。

制御部１８は、ＬＮＡ１２で混入される熱雑音が、直交復調部１３で混入される直交復調雑音、並びに第１及び第２ＡＤＣ１４１及び１４２で混入されるＡＤ変換雑音より極めて大きくなるように、ＬＮＡ１２の利得を制御する第１利得制御信号ＧＣ１を生成する。

また、制御部１８は、補正制御部１５の動作を制御する補正制御信号ＣＮＴを生成する。より具体的には、制御部１８は、第１及び第２復調相関値Ｍｉ及びＭｑに基づいて、補正パラメータＣｐの生成の可否を判定し、補正パラメータＣｐの生成が可能な場合に補正制御部１５を動作させるイネーブル信号ＣＮＴ（Ｅ）を生成し、補正パラメータＣｐの生成が不可能な場合に補正制御部１５を停止させるディスエーブル信号ＣＮＴ（Ｄ）を生成する。

第３実施形態の無線受信装置の動作について説明する。図７は、第３実施形態の制御処理のフローチャートである。図８は、第３実施形態の平均電力Ｐａｖｅと瞬時電力Ｐｉの関係を示すグラフである。

＜Ｓ７００＞ 制御部１８は、第１利得制御信号ＧＣ１を生成する。ＬＮＡ１２は、第１利得制御信号ＧＣ１に基づいて動作する。これにより、熱雑音は、直交復調雑音に比べて極めて大きくなる。

＜Ｓ７０２＞ 第２実施形態（図５のＳ５０２）と同様である。

＜Ｓ７０４＞ 制御部１８は、式２０に基づいて、時刻ｔにおける整合フィルタの瞬時電力Ｐｉを算出する。式２０において、Ｍｉ（ｔ）は時刻ｔにおける第１復調相関値であり、Ｍｑ（ｔ）は時刻ｔにおける第２復調相関値である。

＜Ｓ７０５＞ 制御部１８は、式２１に基づいて、時刻ｔまでの整合フィルタの平均電力Ｐａｖｅを算出する。式２１において、Ｋは平均電力Ｐａｖｅの算出に用いられるサンプル数である。

＜Ｓ７０６＞ 制御部１８は、瞬時電力Ｐｉと平均電力Ｐａｖｅとの差に基づいて、補正パラメータＣｐの生成の可否（即ち、アンテナ１１が無線信号を受信したか否か）を判定する。瞬時電力Ｐｉが平均電力Ｐａｖｅより大きい場合には（Ｓ７０８−ＹＥＳ）、制御部１８は、Ｓ７１８を実行する。一方、瞬時電力Ｐｉが平均電力Ｐａｖｅ以下の場合には（Ｓ７０６−ＮＯ）、制御部１８は、Ｓ７０８を実行する。

図８（Ａ）に示すように、瞬時電力Ｐｉが平均電力Ｐａｖｅより大きいことは、デジタルＩ信号Ｄｉ及びデジタルＱ信号Ｄｑが無線信号の影響を受けているため、適切な補正を実行するための補正パラメータＣｐの生成が不可能であることを意味する。例えば、補正パラメータＣｐの生成中にアンテナ１１が無線信号を受信すると、デジタルＩ信号Ｄｉ及びデジタルＱ信号Ｄｑが無線信号の影響を受け、瞬時電力Ｐｉが平均電力Ｐａｖｅより大きくなる。

一方、図８（Ｂ）に示すように、瞬時電力Ｐｉが平均電力Ｐａｖｅ以下であることは、デジタルＩ信号Ｄｉ及びデジタルＱ信号Ｄｑが無線信号の影響を受けていないため、適切な補正を実行するための補正パラメータＣｐの生成が可能であることを意味する。

＜Ｓ７０８及びＳ７１８＞ 第２実施形態（図５のＳ５０８及びＳ５１８）と同様である。

なお、第３実施形態では、制御部１８は、ディスエーブル信号ＣＮＴ（Ｄ）を生成してから所定時間経過後に、Ｓ７００を実行しても良い。

第３実施形態によれば、制御部１８は、復調部１７の整合フィルタの出力である第１及び第２復調相関値Ｍｉ及びＭｑを用いて、適切な補正を実行するための補正パラメータＣｐの生成の可否を判定し、補正パラメータＣｐの生成が不可能な場合に補正パラメータＣｐの生成を停止するように、補正制御部１５を制御する。これにより、不適切な補正の原因となる補正パラメータＣｐの生成を防ぐことができ、インバランス量の補正精度を第１及び第２実施形態よりも改善することができる。特に、第３実施形態では、無線信号の信号波形が予め分かっている場合、インバランス量の補正精度を第２実施形態より改善することができる。

本実施形態に係る無線受信装置１０の少なくとも一部は、ハードウェアで構成しても良いし、ソフトウェアで構成しても良い。ソフトウェアで構成する場合には、無線受信装置１０の少なくとも一部の機能を実現するプログラムをフレキシブルディスクやＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に収納し、コンピュータに読み込ませて実行させても良い。記録媒体は、磁気ディスクや光ディスク等の着脱可能なものに限定されず、ハードディスク装置やメモリなどの固定型の記録媒体でも良い。

また、本実施形態に係る無線受信装置１０の少なくとも一部の機能を実現するプログラムを、インターネット等の通信回線（無線通信も含む）を介して頒布しても良い。さらに、同プログラムを暗号化したり、変調をかけたり、圧縮した状態で、インターネット等の有線回線や無線回線を介して、あるいは記録媒体に収納して頒布しても良い。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化される。また、上述した実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明が形成可能である。例えば、上述した実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

１０ 無線受信装置
１１ アンテナ
１２ ＬＮＡ
１３ 直交復調部
１４１ 第１ＡＤＣ
１４２ 第２ＡＤＣ
１５ 補正制御部
１５１ 第１電力期待値算出部
１５２ 第２電力期待値算出部
１５３ 相関値算出部
１５４ 補正パラメータ生成部
１６ 補正部
１７ 復調部
１８ 制御部

Claims (5)

1. 無線信号を受信する、アンテナと、
   前記アンテナの出力信号を低雑音で増幅する、低雑音増幅器と、
   前記低雑音増幅器の出力信号を復調し、同相成分のアナログＩ信号及び直交成分のアナログＱ信号を生成する、直交復調部と、
   前記アナログＩ信号を同相成分のデジタルＩ信号に変換し、前記アナログＱ信号を直交成分のデジタルＱ信号に変換する、アナログデジタル変換器と、
   前記デジタルＩ信号の第１電力期待値を算出する、第１電力期待値算出部と、
   前記デジタルＱ信号の第２電力期待値を算出する、第２電力期待値算出部と、
   前記デジタルＩ信号及び前記デジタルＱ信号の相関値を算出する、相関値算出部と、
   前記第１電力期待値、前記第２電力期待値、並びに前記デジタルＩ信号及び前記デジタルＱ信号の相関値に基づいて、補正パラメータを算出する、補正パラメータ生成部と、
   前記補正パラメータを用いて一次変換演算を行い、前記デジタルＩ信号及び前記デジタルＱ信号のＩＱインバランスを補正し、補正Ｉ信号及び補正Ｑ信号を生成する、補正部と、
   前記補正Ｉ信号及び前記補正Ｑ信号を復調し、復調信号を生成する、復調部と、
   前記低雑音増幅器で混入される熱雑音が、前記直交復調部で混入される直交復調雑音及び前記アナログデジタル変換器で混入されるアナログデジタル変換雑音より大きくなるように、前記低雑音増幅器の利得を制御する利得制御信号を生成する、制御部と、を備え、
   前記低雑音増幅器は、前記利得制御信号に基づいて動作する、ことを特徴とする無線受信装置。
2. 前記補正パラメータは、前記デジタルＩ信号と前記デジタルＱ信号との振幅の差を示すＩＱ振幅インバランスと、前記デジタルＩ信号と前記デジタルＱ信号との位相の差を示すＩＱ位相インバランスと、を含む、請求項１に記載の無線受信装置。
3. 前記制御部は、前記アンテナが無線信号を受信していない場合に前記補正パラメータを生成し、前記アンテナが無線信号を受信した場合に前記補正パラメータの生成を停止するように、前記第１電力期待値算出部、前記第２電力期待値算出部及び前記相関値算出部を制御する補正制御信号を生成し、
   前記第１電力期待値算出部、前記第２電力期待値算出部及び前記相関値算出部は、前記補正制御信号に基づいて動作する、請求項１又は２に記載の無線受信装置。
4. 前記制御部は、前記デジタルＩ信号及び前記デジタルＱ信号の熱雑音電力を算出し、前記熱雑音電力と電力閾値との差に基づいて、前記アンテナが無線信号を受信したか否かを判定する、請求項３に記載の無線受信装置。
5. 前記復調部は、前記補正Ｉ信号の第１復調相関値及び前記補正Ｑ信号の第２復調相関値を生成する整合フィルタを備え、
   前記制御部は、前記第１復調相関値及び前記第２復調相関値に基づいて、前記整合フィルタの瞬時電力及び平均電力を算出し、前記瞬時電力と前記平均電力との差に基づいて、前記アンテナが無線信号を受信したか否かを判定する、請求項３に記載の無線受信装置。

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