JP2015201694A - Iq error compensation circuit and radio transmitter - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、直交変調器で発生するＩＱ誤差を補償するＩＱ誤差補償回路及び無線送信機に関するものである。 The present invention relates to an IQ error compensation circuit and a wireless transmitter for compensating an IQ error generated in a quadrature modulator.
図４は以下の特許文献１に開示されている無線送信機を示す構成図である。
図４の無線送信機では、信号生成部１０１が複素数で表されるＩＱベースバンド信号（実部の成分であるＩ信号と、虚部の成分であるＱ信号とからなるベースバンド信号）を生成すると、ＩＱ誤差補償部１０２が、後段のＩＱ誤差検出部１１３により検出されたＩＱ誤差（直交変調器１０６で発生するＩＱ誤差）を補償するために、そのＩＱベースバンド信号に対するＩＱ誤差補償処理を実施して、ＩＱ誤差補償処理後のＩＱベースバンド信号におけるＩ信号をＤ／Ａ変換器１０３に出力し、ＩＱ誤差補償処理後のＩＱベースバンド信号におけるＱ信号をＤ／Ａ変換器１０４に出力する。
FIG. 4 is a block diagram showing a wireless transmitter disclosed in Patent Document 1 below.
In the wireless transmitter of FIG. 4, the
Ｄ／Ａ変換器１０３は、ＩＱ誤差補償部１０２からＩ信号を受けると、そのＩ信号をＤ／Ａ変換して、アナログのＩ信号を直交変調器１０６に出力する。
Ｄ／Ａ変換器１０４は、ＩＱ誤差補償部１０２からＱ信号を受けると、そのＱ信号をＤ／Ａ変換して、アナログのＱ信号を直交変調器１０６に出力する。
直交変調器１０６は、Ｄ／Ａ変換器１０３，１０４からＩ信号とＱ信号を受けると、局部発振源１０５から出力された局部発振信号を用いて、Ｉ信号とＱ信号を直交変調することで、ＩＱベースバンド信号を無線周波数信号であるＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号に変換し、そのＲＦ信号を電力増幅器１０７に出力する。
直交変調器１０６ではＩＱ誤差が発生するので、このＲＦ信号には、ＩＱ誤差が含まれている。
When the D /
When the D /
When the
Since the
電力増幅器１０７は、直交変調器１０６からＲＦ信号を受けると、そのＲＦ信号を増幅し、増幅後のＲＦ信号をアンテナ１０８に出力する。これにより、アンテナ１０８からＲＦ信号が空間に放射される。
なお、増幅後のＲＦ信号の一部は、ミクサ１１０に出力される。
When
A part of the amplified RF signal is output to the
ミクサ１１０は、電力増幅器１０７からＲＦ信号を受けると、局部発振源１０９から出力された局部発振信号を用いて、そのＲＦ信号を中間周波数信号であるＩＦ（Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号に変換し、そのＩＦ信号をＡ／Ｄ変換器１１１に出力する。
Ａ／Ｄ変換器１１１は、ミクサ１１０からＩＦ信号を受けると、そのＩＦ信号をＡ／Ｄ変換して、ディジタルのＩＦ信号を直交復調器１１２に出力する。
When the
When the A /
直交復調器１１２は、ミクサ１１０からディジタルのＩＦ信号を受けると、そのＩＦ信号を直交復調することで、そのＩＦ信号をＩＱベースバンド信号に変換する。
ここでは、直交復調器１１２にはディジタルのＩＦ信号が入力されているが、局部発振源１０９、ミクサ１１０及びＡ／Ｄ変換器１１１を実装せずに、電力増幅器１０７から出力されたＲＦ信号をＩＱベースバンド信号に変換する直交復調器をアナログ回路で構成すると、その直交復調器でＩＱ誤差が発生する。
このように、直交復調器でＩＱ誤差が発生すると、その直交復調器から出力されるＩＱベースバンド信号から、その直交変調器で発生しているＩＱ誤差と、直交変調器１０６で発生しているＩＱ誤差を分離することができず、直交変調器１０６で発生しているＩＱ誤差を高精度に補償することができなくなる。
そのため、図４の無線送信機では、局部発振源１０９、ミクサ１１０及びＡ／Ｄ変換器１１１を実装して、直交復調器１１２をディジタル回路で構成し、電力増幅器１０７から出力されたＲＦ信号をＩＦ信号に変換してから、直交復調器１１２がディジタル処理で、ＩＦ信号をＩＱベースバンド信号に変換するようにしている。
When the
Here, although the digital IF signal is input to the
As described above, when an IQ error is generated in the quadrature demodulator, an IQ error generated in the quadrature modulator and a
Therefore, in the radio transmitter of FIG. 4, the
ＩＱ誤差検出部１１３は、直交復調器１１２からＩＱベースバンド信号を受けると、そのＩＱベースバンド信号と、信号生成部１０１から出力されたＩＱベースバンド信号とを用いて、直交変調器１０６で発生しているＩＱ誤差を算出し、そのＩＱ誤差をＩＱ誤差補償部１０２に出力する。
ＩＱ誤差補償部１０２は、ＩＱ誤差検出部１１３からＩＱ誤差を受けると、上述したように、そのＩＱ誤差を補償するために、信号生成部１０１から出力されたＩＱベースバンド信号に対するＩＱ誤差補償処理を実施する。
When the IQ
When receiving the IQ error from the IQ
従来の無線送信機は以上のように構成されているので、直交変調器１０６で発生しているＩＱ誤差を検出して、そのＩＱ誤差を補償することができる。しかし、ＲＦ信号をＩＦ信号に変換するために局部発振源１０９及びミクサ１１０を実装する必要があり、回路規模が大きくなってしまう課題があった。
また、ミクサ１１０から出力されるＩＦ信号の周波数がＩＱベースバンドの周波数と比べて高いため、Ａ／Ｄ変換器１１１の動作周波数が高くなり、Ａ／Ｄ変換器１１１の消費電力が大きくなってしまう課題があった。
また、Ａ／Ｄ変換器１１１によってディジタル信号に変換されたＩＦ信号をＩＱベースバンド信号に変換するには、直交復調部１１２を高速に動作させる必要があり、ディジタル回路の規模や消費電力が大きくなってしまう課題があった。
Since the conventional radio transmitter is configured as described above, the IQ error generated in the
Further, since the frequency of the IF signal output from the
Further, in order to convert the IF signal converted into the digital signal by the A /
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、ＲＦ信号をＩＦ信号に変換するための局部発振源やミクサを不要にして、回路規模の小型化を図ることができるとともに、消費電力を低減することができるＩＱ誤差補償回路及び無線送信機を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and eliminates the need for a local oscillation source and a mixer for converting an RF signal into an IF signal, thereby reducing the circuit scale. An object of the present invention is to obtain an IQ error compensation circuit and a wireless transmitter capable of reducing power consumption.
この発明に係るＩＱ誤差補償回路は、ベースバンド信号における実部の成分であるＩ信号をアナログ信号に変換する第１のディジタルアナログ変換器と、ベースバンド信号における虚部の成分であるＱ信号をアナログ信号に変換する第２のディジタルアナログ変換器と、第１及び第２のディジタルアナログ変換器により変換されたアナログのＩ信号及びＱ信号を無線周波数信号に変換する直交変調器と、直交変調器により変換された無線周波数信号の包絡線を検波して、その包絡線を示す包絡線信号を出力する包絡線検波器と、包絡線検波器から出力された包絡線信号をディジタル信号に変換するアナログディジタル変換器と、アナログディジタル変換器により変換されたディジタルの包絡線信号から直交変調器で発生するＩＱ誤差を検出するＩＱ誤差検出部とを設け、ＩＱ誤差補償部が、ベースバンド信号に対して、ＩＱ誤差検出部により検出されたＩＱ誤差を補償する補償処理を実施して、補償処理後のベースバンド信号のＩ信号を第１のディジタルアナログ変換器に出力し、補償処理後のベースバンド信号のＱ信号を第２のディジタルアナログ変換器に出力するようにしたものである。 An IQ error compensation circuit according to the present invention includes a first digital-analog converter that converts an I signal, which is a real part component in a baseband signal, into an analog signal, and a Q signal, which is an imaginary part component in the baseband signal. A second digital-analog converter for converting to an analog signal; a quadrature modulator for converting analog I and Q signals converted by the first and second digital-analog converters into radio frequency signals; and a quadrature modulator An envelope detector that detects the envelope of the radio frequency signal converted by, and outputs an envelope signal indicating the envelope, and an analog that converts the envelope signal output from the envelope detector into a digital signal IQ error generated by quadrature modulator is detected from digital converter and digital envelope signal converted by analog-digital converter An IQ error detector, and the IQ error compensator performs a compensation process for compensating the IQ error detected by the IQ error detector on the baseband signal, so that the I of the baseband signal after the compensation process is obtained. The signal is output to the first digital / analog converter, and the Q signal of the baseband signal after the compensation processing is output to the second digital / analog converter.
この発明によれば、直交変調器により変換された無線周波数信号の包絡線を検波して、その包絡線を示す包絡線信号を出力する包絡線検波器と、包絡線検波器から出力された包絡線信号をディジタル信号に変換するアナログディジタル変換器とを設け、ＩＱ誤差検出部が、アナログディジタル変換器により変換されたディジタルの包絡線信号から直交変調器で発生するＩＱ誤差を検出するように構成したので、直交変調器により変換された無線周波数信号をＩＦ信号に変換するための局部発振源やミクサが不要になり、その結果、回路規模の小型化を図ることができるとともに、消費電力を低減することができる効果がある。 According to the present invention, an envelope detector that detects an envelope of a radio frequency signal converted by a quadrature modulator and outputs an envelope signal indicating the envelope, and an envelope output from the envelope detector An analog-to-digital converter for converting a line signal into a digital signal, and an IQ error detecting unit configured to detect an IQ error generated by the quadrature modulator from a digital envelope signal converted by the analog-to-digital converter This eliminates the need for a local oscillation source or mixer to convert the radio frequency signal converted by the quadrature modulator into an IF signal, thereby reducing the circuit scale and reducing power consumption. There is an effect that can be done.
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１によるＩＱ誤差補償回路を含む無線送信機を示す構成図である。
図１において、ＩＱ誤差補償回路は、信号生成部１、ＩＱ誤差補償部２、Ｄ／Ａ変換器３，４、局部発振源５、直交変調器６、包絡線信号検出部９、Ａ／Ｄ変換器１０及びＩＱ誤差検出部１１から構成されている。
信号生成部１は複素数で表されるＩＱベースバンド信号（実部の成分であるＩ信号と、虚部の成分であるＱ信号とからなるベースバンド信号）を生成し、そのＩＱベースバンド信号をＩＱ誤差補償回路のＩＱ誤差補償部２に出力する。
信号生成部１から出力されるＩＱベースバンド信号としては、例えば、Ｉ信号とＱ信号の組み合わせが、０と１、１と１、または、１と０になるＩＱ誤差検出用のパイロット信号などが考えられる。
Embodiment 1 FIG.
1 is a block diagram showing a radio transmitter including an IQ error compensation circuit according to Embodiment 1 of the present invention.
In FIG. 1, the IQ error compensation circuit includes a signal generator 1, an
The signal generator 1 generates an IQ baseband signal represented by a complex number (a baseband signal composed of an I signal that is a component of a real part and a Q signal that is a component of an imaginary part), and the IQ baseband signal is Output to the
The IQ baseband signal output from the signal generator 1 is, for example, a pilot signal for IQ error detection in which the combination of the I signal and the Q signal is 0 and 1, 1 and 1, or 1 and 0. Conceivable.
ＩＱ誤差補償部２は信号生成部１から出力されたＩＱベースバンド信号に対して、ＩＱ誤差検出部１１により検出されたＩＱ誤差を補償するＩＱ誤差補償処理を実施して、ＩＱ誤差補償処理後のＩＱベースバンド信号におけるＩ信号をＤ／Ａ変換器３に出力し、ＩＱ誤差補償後のＩＱベースバンド信号におけるＱ信号をＤ／Ａ変換器４に出力する。
Ｄ／Ａ変換器３はＩＱ誤差補償部２から出力されたＩＱベースバンド信号のＩ信号をＤ／Ａ変換して、アナログのＩ信号を直交変調器６に出力する第１のディジタルアナログ変換器である。
Ｄ／Ａ変換器４はＩＱ誤差補償部２から出力されたＩＱベースバンド信号のＱ信号をＤ／Ａ変換して、アナログのＱ信号を直交変調器６に出力する第２のディジタルアナログ変換器である。
The IQ
The D /
The D / A converter 4 D / A converts the Q signal of the IQ baseband signal output from the
局部発振源５は局部発振信号を発振する信号源である。
直交変調器６は局部発振源５から出力された局部発振信号を用いて、Ｄ／Ａ変換器３，４から出力されたＩ信号とＱ信号を直交変調することで、ＩＱベースバンド信号を無線周波数信号であるＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号に変換し、そのＲＦ信号を電力増幅器７に出力する。
The local oscillation source 5 is a signal source that oscillates a local oscillation signal.
The
電力増幅器７は直交変調器６から出力されたＲＦ信号を増幅して、増幅後のＲＦ信号をアンテナ８に出力するとともに、増幅後のＲＦ信号の一部を包絡線信号検出部９に出力する。
図１の例では、電力増幅器７による増幅後のＲＦ信号の一部が包絡線信号検出部９に出力されているが、電力増幅器７により増幅される前のＲＦ信号の一部が包絡線信号検出部９に出力されるようにしてもよい。
アンテナ８は電力増幅器７から出力されたＲＦ信号を空間に放射する。
The power amplifier 7 amplifies the RF signal output from the
In the example of FIG. 1, a part of the RF signal amplified by the power amplifier 7 is output to the envelope signal detection unit 9, but a part of the RF signal before amplified by the power amplifier 7 is an envelope signal. You may make it output to the detection part 9. FIG.
The antenna 8 radiates the RF signal output from the power amplifier 7 into space.
包絡線信号検出部９は電力増幅器７から出力されたＲＦ信号の包絡線を検波して、その包絡線を示す包絡線信号をＡ／Ｄ変換器１０に出力する包絡線検波器である。
Ａ／Ｄ変換器１０は包絡線信号検出部９から出力された包絡線信号をディジタル信号に変換するアナログディジタル変換器である。
ＩＱ誤差検出部１１はＡ／Ｄ変換器１０から出力されたディジタルの包絡線信号から直交変調器６で発生するＩＱ誤差を検出し、そのＩＱ誤差をＩＱ誤差補償部２に出力する。
The envelope signal detection unit 9 is an envelope detector that detects an envelope of the RF signal output from the power amplifier 7 and outputs an envelope signal indicating the envelope to the A /
The A /
The
次に動作について説明する。
この実施の形態１では、直交変調器６で発生する利得誤差をα、位相誤差をφとする。また、ＩＱ誤差補償部２での利得補償係数をｐ、位相補償係数をεとする。
信号生成部１は、複素数で表されるＩＱベースバンド信号（実部の成分であるＩ信号と、虚部の成分であるＱ信号とからなるベースバンド信号）を生成し、そのＩＱベースバンド信号をＩＱ誤差補償部２に出力する。
ここで、Ｉ信号をＩ（ｔ）のように表記し、Ｑ信号をＱ（ｔ）のように表記する。ｔは時間を表している。
この実施の形態１では、信号生成部１から出力されるＩＱベースバンド信号は、下記の式（１）で示すようなパイロット信号であるとする。
In the first embodiment, a gain error generated in the
The signal generation unit 1 generates an IQ baseband signal represented by a complex number (a baseband signal including an I signal that is a component of a real part and a Q signal that is a component of an imaginary part), and the IQ baseband signal Is output to the
Here, the I signal is expressed as I (t), and the Q signal is expressed as Q (t). t represents time.
In the first embodiment, it is assumed that the IQ baseband signal output from the signal generation unit 1 is a pilot signal represented by the following equation (1).
ＩＱ誤差補償部２は、後段のＩＱ誤差検出部１１が直交変調器６で発生しているＩＱ誤差（利得誤差α、位相誤差φ）を検出すると（ＩＱ誤差の検出処理は後述する）、その利得誤差αを利得補償係数ｐ、その位相誤差φを位相補償係数εとして、下記の式（２）及び式（３）に示すように、信号生成部１から出力されるＩＱベースバンド信号のＩ（ｔ）及びＱ（ｔ）に対するＩＱ誤差補償処理を実施し、ＩＱ誤差補償処理後のＩ信号であるＩ’（ｔ）をＤ／Ａ変換器３に出力し、ＩＱ誤差補償処理後のＱ信号であるＱ’（ｔ）をＤ／Ａ変換器４に出力する。
Ｄ／Ａ変換器３は、ＩＱ誤差補償部２から補償処理後のＩ信号であるＩ’（ｔ）を受けると、そのＩ’（ｔ）をＤ／Ａ変換して、アナログのＩ’（ｔ）を直交変調器６に出力する。
Ｄ／Ａ変換器４は、ＩＱ誤差補償部２から補償処理後のＱ信号であるＱ’（ｔ）を受けると、そのＱ’（ｔ）をＤ／Ａ変換して、アナログのＱ’（ｔ）を直交変調器６に出力する。
局部発振源５は、下記の式（４）に示すような局部発振信号ＬＯ（ｔ）を発振し、その局部発振信号ＬＯ（ｔ）を直交変調器６に出力する。
When the D /
When the D / A converter 4 receives Q ′ (t), which is a Q signal after the compensation processing, from the
The local oscillation source 5 oscillates a local oscillation signal LO (t) as shown in the following formula (4), and outputs the local oscillation signal LO (t) to the
直交変調器６は、Ｄ／Ａ変換器３，４からＩ’（ｔ）とＱ’（ｔ）を受けると、局部発振源５から出力された局部発振信号ＬＯ（ｔ）を用いて、Ｉ’（ｔ）とＱ’（ｔ）を直交変調することで、下記の式（５）に示すように、ＩＱベースバンド信号をＲＦ信号に変換し、そのＲＦ信号であるＭｏｄ（ｔ）を電力増幅器７に出力する。
なお、Ｉ’（ｔ）及びＱ’（ｔ）は、ＩＱ誤差補償部２による補償処理後の信号であるため、直交変調器６からＩＱ誤差（利得誤差α、位相誤差φ）が発生されなくなり、α＝１、φ＝０となるが、未だＩＱ誤差補償部２により補償処理が実施されていない段階では、直交変調器６からＩＱ誤差が発生して、α≠１、φ≠０となる。
When the
Since I ′ (t) and Q ′ (t) are signals after compensation processing by the
電力増幅器７は、直交変調器６からＲＦ信号であるＭｏｄ（ｔ）を受けると、そのＭｏｄ（ｔ）を増幅して、増幅後のＭｏｄ（ｔ）をアンテナ８に出力するとともに、増幅後のＭｏｄ（ｔ）の一部を包絡線信号検出部９に出力する。これにより、アンテナ８からＲＦ信号が空間に放射される。
When the power amplifier 7 receives Mod (t) that is an RF signal from the
包絡線信号検出部９は、電力増幅器７からＲＦ信号であるＭｏｄ（ｔ）を受けると、そのＭｏｄ（ｔ）の包絡線を検波して、その包絡線を示す包絡線信号をＡ／Ｄ変換器１０に出力する。
Ａ／Ｄ変換器１０は、包絡線信号検出部９から包絡線信号を受けると、その包絡線信号をディジタル信号に変換する。
ここで、Ａ／Ｄ変換器１０は、包絡線信号の周波数成分をディジタル信号に変換できればよいので、Ａ／Ｄ変換器１０の動作周波数は、包絡線信号の周波数成分が取り込めるのに十分な速度で動作すればよい。
Ｄ／Ａ変換器３，４からＡ／Ｄ変換器１０までの利得をＧ０とすると、Ａ／Ｄ変換器１０から出力されるディジタルの包絡線信号Ｍａｇ（ｔ）は、下記の式（８）のように表される。
When the A /
Here, since the A /
When the gain from the D /
この実施の形態１では、信号生成部１から出力されるＩＱベースバンド信号が、上記の式（１）で示すようなパイロット信号であるため、時刻ｔ＝１，２，３での包絡線信号Ｍａｇ（１）〜Ｍａｇ（３）は、下記の式（９）〜（１１）のように表される。
ＩＱ誤差検出部１１は、Ａ／Ｄ変換器１０からディジタルの包絡線信号Ｍａｇ（ｔ）を受けると、その包絡線信号Ｍａｇ（ｔ）から直交変調器６で発生するＩＱ誤差（利得誤差α、位相誤差φ）を算出し、そのＩＱ誤差をＩＱ誤差補償部２に出力する。
例えば、Ａ／Ｄ変換器１０から時刻ｔ＝１，２，３での包絡線信号Ｍａｇ（１）〜Ｍａｇ（３）を受けると、式（９）に示す時刻ｔ＝１での包絡線信号Ｍａｇ（１）と、式（１１）に示す時刻ｔ＝３での包絡線信号Ｍａｇ（３）とから、直交変調器６で発生する利得誤差αを算出する。
For example, when envelope signals Mag (1) to Mag (3) at time t = 1, 2, 3 are received from the A /
ＩＱ誤差補償部２は、ＩＱ誤差検出部１１から直交変調器６で発生しているＩＱ誤差（利得誤差α、位相誤差φ）を受けると、上述したように、その利得誤差αを利得補償係数ｐ、その位相誤差φを位相補償係数εとして、上記の式（２）及び式（３）に示すように、信号生成部１から出力されるＩＱベースバンド信号のＩ（ｔ）及びＱ（ｔ）に対するＩＱ誤差補償処理を実施し、補償処理後のＩ信号であるＩ’（ｔ）をＤ／Ａ変換器３に出力し、補償処理後のＱ信号であるＱ’（ｔ）をＤ／Ａ変換器４に出力する。
なお、ＩＱ誤差補償部２によりＩＱ誤差が補償されて、利得誤差がα＝１、位相誤差がφ＝０になると、利得補償係数がｐ＝１、位相補償係数がε＝０になるため、ＩＱ誤差補償部２から出力されるＩ’（ｔ）及びＱ’（ｔ）は、下記の式（１４）及び式（１５）のようになり、ＩＱ誤差補償部２の出力信号は、信号生成部１の出力信号と同じになる。
When the IQ error is compensated by the
以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、電力増幅器７による増幅後のＲＦ信号の包絡線を検波して、その包絡線を示す包絡線信号を出力する包絡線信号検出部９と、包絡線信号検出部９から出力された包絡線信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器１０とを設け、ＩＱ誤差検出部１１が、Ａ／Ｄ変換器１０により変換されたディジタルの包絡線信号から直交変調器６で発生するＩＱ誤差を検出するように構成したので、直交変調器６により変換されたＲＦ信号をＩＦ信号に変換するための局部発振源やミクサが不要になり、その結果、回路規模の小型化を図ることができるとともに、消費電力を低減することができる効果を奏する。
As is apparent from the above, according to the first embodiment, the envelope signal detection unit 9 detects the envelope of the RF signal amplified by the power amplifier 7 and outputs an envelope signal indicating the envelope. And an A /
即ち、直交変調器６により変換されたＲＦ信号をＩＦ信号に変換するための局部発振源やミクサが不要になるため、回路規模の小型化を図ることができる。
また、Ａ／Ｄ変換器１０の動作周波数は、包絡線信号の周波数成分が取り込めるのに十分な速度で動作すればよいため、図４に示す従来のＩＱ誤差補償回路におけるＡ／Ｄ変換器１１１と比べて、消費電力を低減することができる。
また、図４に示す従来のＩＱ誤差補償回路のように、ＩＦ信号をＩＱベースバンド信号に変換する直交復調部１１２が不要になるため、ディジタル回路の規模や消費電力を低減することができる。
That is, since a local oscillation source and a mixer for converting the RF signal converted by the
Further, since the operating frequency of the A /
Further, unlike the conventional IQ error compensation circuit shown in FIG. 4, the
この実施の形態１では、ＩＱ誤差補償部２が、式（２）及び式（３）によって、ＩＱベースバンド信号のＩ（ｔ）とＱ（ｔ）に対するＩＱ誤差補償処理を実施する例を示したが、これに限るものではなく、他の方式でＩ（ｔ）とＱ（ｔ）に対するＩＱ誤差補償処理を実施するものであってもよい。
In the first embodiment, an example in which the IQ
実施の形態２．
図２はこの発明の実施の形態２によるＩＱ誤差補償回路を含む無線送信機を示す構成図であり、図において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
この実施の形態２では、信号生成部１がベースバンド信号として、変調波信号を生成するものとする。
サンプル抽出部１２は信号生成部１により生成されたベースバンド信号におけるＩ信号又はＱ信号がゼロになるタイミングを検出し、Ｉ信号又はＱ信号がゼロになるタイミングで、Ａ／Ｄ変換器１０から出力されたディジタルの包絡線信号Ｍａｇ（ｔ）をＩＱ誤差検出部１１に出力するとともに、Ｉ信号及びＱ信号の双方がゼロ以外になるタイミングで、Ａ／Ｄ変換器１０から出力されたディジタルの包絡線信号Ｍａｇ（ｔ）をＩＱ誤差検出部１１に出力する処理を実施する。
2 is a block diagram showing a radio transmitter including an IQ error compensation circuit according to
In the second embodiment, the signal generation unit 1 generates a modulated wave signal as a baseband signal.
The
次に動作について説明する。
図３は信号生成部１により生成される変調波信号（ベースバンド信号）と包絡線信号検出部９から出力される包絡線信号の波形を示す説明図である。
特に、図３（ａ）はＩ信号の波形を示し、図３（ｂ）はＱ信号の波形を示している。
Next, the operation will be described.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing the waveform of the modulated wave signal (baseband signal) generated by the signal generator 1 and the envelope signal output from the envelope signal detector 9.
In particular, FIG. 3A shows the waveform of the I signal, and FIG. 3B shows the waveform of the Q signal.
信号生成部１から出力される変調波信号であるベースバンド信号のＩ信号の波形が図３（ａ）で表され、Ｑ信号の波形が図３（ｂ）で表される場合、包絡線信号検出部９から出力される包絡線信号の波形は、図３（ｃ）のようになる。
ここで、ベースバンド信号のＩ信号とＱ信号のうち、いずれかの信号がゼロになるタイミングがある。
例えば、図３において、Ａ点では、Ｉ信号がＩ＝０．３になっているが、Ｑ信号がＱ＝０になっている。
また、Ｂ点では、Ｑ信号がＱ＝−０．２になっているが、Ｉ信号がＩ＝０になっている。
これに対して、Ｃ点のように、Ｉ信号とＱ信号の双方がゼロにならないタイミングもある。
When the waveform of the I signal of the baseband signal that is the modulated wave signal output from the signal generator 1 is represented in FIG. 3A and the waveform of the Q signal is represented in FIG. 3B, the envelope signal The waveform of the envelope signal output from the detector 9 is as shown in FIG.
Here, there is a timing at which one of the I signal and Q signal of the baseband signal becomes zero.
For example, in FIG. 3, at point A, the I signal is I = 0.3, but the Q signal is Q = 0.
At point B, the Q signal is Q = −0.2, but the I signal is I = 0.
On the other hand, there is a timing at which both the I signal and the Q signal do not become zero, such as point C.
サンプル抽出部１２は、信号生成部１により生成されたベースバンド信号におけるＩ信号又はＱ信号がゼロになるタイミングを検出し、Ｉ信号又はＱ信号がゼロになるタイミングで、Ａ／Ｄ変換器１０から出力されたディジタルの包絡線信号Ｍａｇ（ｔ）をＩＱ誤差検出部１１に出力する。
また、サンプル抽出部１２は、Ｉ信号とＱ信号の双方がゼロにならないタイミングで、Ａ／Ｄ変換器１０から出力されたディジタルの包絡線信号Ｍａｇ（ｔ）をＩＱ誤差検出部１１に出力する。
The
Further, the
例えば、図３のＢ点のタイミングを時刻ｔ＝１、Ｃ点のタイミングを時刻ｔ＝２、Ａ点のタイミングを時刻ｔ＝３とすると、時刻ｔ＝１，２，３でのＩ（ｔ），Ｑ（ｔ），Ｍａｇ（ｔ）は下記のようになる。
ｔ＝１ ｔ＝２ ｔ＝３
Ｉ（１）＝０ Ｉ（２）＝０．３ Ｉ（３）＝０．３
Ｑ（１）＝−０．２ Ｑ（２）＝−０．２ Ｑ（３）＝０
Ｍａｇ（１）＝０．２ Ｍａｇ（２）＝０．４ Ｍａｇ（３）＝０．３
For example, if the timing at point B in FIG. 3 is time t = 1, the timing at point C is time t = 2, and the timing at point A is time t = 3, then I (t at time t = 1, 2, 3 ), Q (t), and Mag (t) are as follows.
t = 1 t = 2 t = 3
I (1) = 0 I (2) = 0.3 I (3) = 0.3
Q (1) = − 0.2 Q (2) = − 0.2 Q (3) = 0
Mag (1) = 0.2 Mag (2) = 0.4 Mag (3) = 0.3
上記の時刻ｔ＝１，２，３での包絡線信号Ｍａｇ（１）〜（３）は、上記実施の形態１における式（９）〜（１１）に相当する。
このため、ＩＱ誤差検出部１１は、サンプル抽出部１２から時刻ｔ＝１，２，３での包絡線信号Ｍａｇ（１）〜（３）を受けると、上記実施の形態１と同様に、式（１２）（１３）によって、直交変調器６で発生するＩＱ誤差（利得誤差α、位相誤差φ）を算出することができる。
The envelope signals Mag (1) to (3) at time t = 1, 2, 3 correspond to the equations (9) to (11) in the first embodiment.
Therefore, when the IQ
以上で明らかなように、この実施の形態２によれば、信号生成部１により生成されたベースバンド信号におけるＩ信号又はＱ信号がゼロになるタイミングを検出し、Ｉ信号又はＱ信号がゼロになるタイミングで、Ａ／Ｄ変換器１０から出力されたディジタルの包絡線信号Ｍａｇ（ｔ）をＩＱ誤差検出部１１に出力するとともに、Ｉ信号及びＱ信号の双方がゼロ以外になるタイミングで、Ａ／Ｄ変換器１０から出力されたディジタルの包絡線信号Ｍａｇ（ｔ）をＩＱ誤差検出部１１に出力するサンプル抽出部１２を設けるように構成したので、信号生成部１により生成されるベースバンド信号が変調波信号である場合も、ＩＱ誤差を検出することが可能なり、その結果、上記実施の形態１と同様に、回路規模の小型化を図ることができるとともに、消費電力を低減することができる効果を奏する。
As apparent from the above, according to the second embodiment, the timing when the I signal or the Q signal in the baseband signal generated by the signal generation unit 1 becomes zero is detected, and the I signal or the Q signal becomes zero. The digital envelope signal Mag (t) output from the A /
この実施の形態２では、ＩＱ誤差補償部２が、直交変調器６で発生しているＩＱ誤差を補償するようにしているが、直交変調器６以外で発生しているＩＱ誤差を補償するようにしてもよい。
In the second embodiment, the
また、この実施の形態２では、信号生成部１がベースバンド信号として、変調波信号を生成するものを示したが、上記実施の形態１と同様に、Ｉ信号とＱ信号の組み合わせが、０と１、１と１、または、１と０になるＩＱ誤差検出用のパイロット信号を生成するものであってもよい。 In the second embodiment, the signal generator 1 generates a modulated wave signal as a baseband signal. However, as in the first embodiment, the combination of the I signal and the Q signal is 0. 1, 1, 1, or 1, 0 may be used to generate an IQ error detection pilot signal.
なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。 In the present invention, within the scope of the invention, any combination of the embodiments, or any modification of any component in each embodiment, or omission of any component in each embodiment is possible. .
１ 信号生成部、２ ＩＱ誤差補償部、３ Ｄ／Ａ変換器（第１のディジタルアナログ変換器）、４ Ｄ／Ａ変換器（第２のディジタルアナログ変換器）、５ 局部発振源、６ 直交変調器、７ 電力増幅器、８ アンテナ、９ 包絡線信号検出部（包絡線検波器）、１０ Ａ／Ｄ変換器（アナログディジタル変換器）、１１ ＩＱ誤差検出部、１２ サンプル抽出部、１０１ 信号生成部、１０２ ＩＱ誤差補償部、１０３，１０４ Ｄ／Ａ変換器、１０５ 局部発振源、１０６ 直交変調器、１０７ 電力増幅器、１０８ アンテナ、１０９ 局部発振源、１１０ ミクサ、１１１ Ａ／Ｄ変換器、１１２ 直交復調器、１１３ ＩＱ誤差検出部。 1 signal generator, 2 IQ error compensator, 3 D / A converter (first digital / analog converter), 4 D / A converter (second digital / analog converter), 5 local oscillation source, 6 orthogonal Modulator, 7 Power amplifier, 8 Antenna, 9 Envelope signal detector (envelope detector), 10 A / D converter (analog / digital converter), 11 IQ error detector, 12 Sample extractor, 101 Signal generation Section, 102 IQ error compensation section, 103, 104 D / A converter, 105 local oscillation source, 106 quadrature modulator, 107 power amplifier, 108 antenna, 109 local oscillation source, 110 mixer, 111 A / D converter, 112 Quadrature demodulator, 113 IQ error detector.
Claims (6)
前記ベースバンド信号における虚部の成分であるＱ信号をアナログ信号に変換する第２のディジタルアナログ変換器と、
前記第１及び第２のディジタルアナログ変換器により変換されたアナログのＩ信号及びＱ信号を無線周波数信号に変換する直交変調器と、
前記直交変調器により変換された無線周波数信号の包絡線を検波して、前記包絡線を示す包絡線信号を出力する包絡線検波器と、
前記包絡線検波器から出力された包絡線信号をディジタル信号に変換するアナログディジタル変換器と、
前記アナログディジタル変換器により変換されたディジタルの包絡線信号から前記直交変調器で発生するＩＱ誤差を検出するＩＱ誤差検出部と、
前記ベースバンド信号に対して、前記ＩＱ誤差検出部により検出されたＩＱ誤差を補償する補償処理を実施して、補償処理後のベースバンド信号のＩ信号を前記第１のディジタルアナログ変換器に出力し、補償処理後のベースバンド信号のＱ信号を前記第２のディジタルアナログ変換器に出力するＩＱ誤差補償部と
を備えたＩＱ誤差補償回路。 A first digital-to-analog converter that converts an I signal, which is a component of a real part in a baseband signal, into an analog signal;
A second digital-analog converter that converts a Q signal, which is an imaginary part component in the baseband signal, to an analog signal;
A quadrature modulator for converting analog I and Q signals converted by the first and second digital-analog converters into radio frequency signals;
An envelope detector that detects an envelope of a radio frequency signal converted by the quadrature modulator and outputs an envelope signal indicating the envelope; and
An analog-digital converter that converts the envelope signal output from the envelope detector into a digital signal;
An IQ error detector for detecting an IQ error generated in the quadrature modulator from a digital envelope signal converted by the analog-digital converter;
Compensation processing for compensating the IQ error detected by the IQ error detection unit is performed on the baseband signal, and the I signal of the baseband signal after compensation processing is output to the first digital-analog converter. And an IQ error compensation unit that outputs the Q signal of the baseband signal after compensation processing to the second digital-analog converter.
前記信号生成部により生成されたベースバンド信号におけるＩ信号をアナログ信号に変換する第１のディジタルアナログ変換器と、
前記信号生成部により生成されたベースバンド信号におけるＱ信号をアナログ信号に変換する第２のディジタルアナログ変換器と、
前記第１及び第２のディジタルアナログ変換器により変換されたアナログのＩ信号及びＱ信号を無線周波数信号に変換する直交変調器と、
前記直交変調器により変換された無線周波数信号を増幅し、増幅後の無線周波数信号をアンテナに出力する増幅器と、
前記増幅器による増幅前又は増幅後の無線周波数信号の包絡線を検波して、前記包絡線を示す包絡線信号を出力する包絡線検波器と、
前記包絡線検波器から出力された包絡線信号をディジタル信号に変換するアナログディジタル変換器と、
前記アナログディジタル変換器により変換されたディジタルの包絡線信号から前記直交変調器で発生するＩＱ誤差を検出するＩＱ誤差検出部と、
前記信号生成部により生成されたベースバンド信号に対して、前記ＩＱ誤差検出部により検出されたＩＱ誤差を補償する補償処理を実施して、補償処理後のベースバンド信号のＩ信号を前記第１のディジタルアナログ変換器に出力し、補償処理後のベースバンド信号のＱ信号を前記第２のディジタルアナログ変換器に出力するＩＱ誤差補償部と
を備えた無線送信機。 A signal generation unit that generates a baseband signal including an I signal that is a component of a real part and a Q signal that is a component of an imaginary part;
A first digital-to-analog converter that converts an I signal in the baseband signal generated by the signal generation unit into an analog signal;
A second digital-analog converter for converting a Q signal in the baseband signal generated by the signal generation unit into an analog signal;
A quadrature modulator for converting analog I and Q signals converted by the first and second digital-analog converters into radio frequency signals;
An amplifier for amplifying the radio frequency signal converted by the quadrature modulator and outputting the amplified radio frequency signal to an antenna;
An envelope detector that detects an envelope of a radio frequency signal before or after amplification by the amplifier, and outputs an envelope signal indicating the envelope; and
An analog-digital converter that converts the envelope signal output from the envelope detector into a digital signal;
An IQ error detector for detecting an IQ error generated in the quadrature modulator from a digital envelope signal converted by the analog-digital converter;
Compensation processing for compensating the IQ error detected by the IQ error detection unit is performed on the baseband signal generated by the signal generation unit, and the I signal of the baseband signal after the compensation processing is converted into the first signal. And an IQ error compensator for outputting the Q signal of the baseband signal after compensation processing to the second digital-to-analog converter.
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| 水越 裕也 他: "包絡線検波器を用いた直交変調器のＩＱインバランス補償", 電子情報通信学会２０１２年総合大会講演論文集 通信１, JPN6017026912, 6 March 2012 (2012-03-06) * |
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