JP3144649B2 - Distortion compensated quadrature modulator - Google Patents
Distortion compensated quadrature modulatorInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は歪補償直交変調器に係
り、特に、精度のよい直交変調波を出力するための歪補
償直交変調器に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a distortion-compensating quadrature modulator, and more particularly to a distortion-compensating quadrature modulator for outputting a quadrature modulated wave with high accuracy.
【0002】[0002]
【従来の技術】無線通信等の使用帯域が制限されている
通信では、多値PSK(Phase ShiftKeying)、QAM
(Quadrature Amplitude Modulation )等、狭帯域の変
調波が用いられる。2. Description of the Related Art Multi-level PSK (Phase Shift Keying), QAM
(Quadrature Amplitude Modulation) or the like is used.
【0003】ディジタル変復調では、波形伝送となるの
でアナログ変復調と比較すると精度の高い変調器が必要
となる。ディジタル変復調には同相信号振幅と直交信号
振幅とをベースバンド信号入力とする直交変調器が用い
られるが以下の様な問題点があった。[0003] In digital modulation / demodulation, since waveform transmission is performed, a modulator with higher precision than analog modulation / demodulation is required. For digital modulation / demodulation, a quadrature modulator using the in-phase signal amplitude and the quadrature signal amplitude as baseband signal inputs is used, but has the following problems.
【0004】(i) ベースバンド入力信号の正負、すなわ
ちオフセットレベルがバランスしていても、直交変調器
の実効的な入力としてバランスさせることが難しいので
変調波にキャリヤリーク成分が重畳される。(I) Even if the positive / negative of the baseband input signal, that is, the offset level is balanced, it is difficult to balance as an effective input to the quadrature modulator, so that a carrier leak component is superimposed on the modulated wave.
【0005】(ii)二つのベースバンド入力信号の振幅が
バランスしていても、直交変調器の実効的な入力として
バランスさせることが難しいので変調波にイメージ成分
が重畳される。(Ii) Even if the amplitudes of the two baseband input signals are balanced, it is difficult to balance them as an effective input to the quadrature modulator, so that an image component is superimposed on the modulated wave.
【0006】(iii) 直交変調器には移相が0とπ/2二
つのキャリヤ信号を入力するが、π/2キャリヤ信号を
生成する移相器をIC上に正確に製造することは難し
い。この直交性が正確でないと変調波にイメージ成分が
重畳される。(Iii) Two carrier signals having a phase shift of 0 and π / 2 are input to the quadrature modulator, but it is difficult to accurately manufacture a phase shifter for generating a π / 2 carrier signal on an IC. . If the orthogonality is not accurate, an image component is superimposed on the modulated wave.
【0007】(iv)IC化すると電源、温度の変動により
上記の特性が変化する。(Iv) When an IC is used, the above characteristics change due to fluctuations in power supply and temperature.
【0008】従来は、上述したような問題を解決するた
めに熟練した技術者の調整が必要であった。また、定期
的に点検することにより経年変化を修正していた。Conventionally, it has been necessary to adjust a skilled technician in order to solve the above-mentioned problems. In addition, aging was corrected by regular inspection.
【0009】歪補償の自動化については、従来から簡単
な構成法が二つ提案されている。Regarding the automation of distortion compensation, two simple construction methods have been conventionally proposed.
【0010】第1の提案は特願昭62−13143に開
示されているもので、その概略構成を図12に示す。こ
れは90度性が不完全なときに歪補償するための構成で
ある。The first proposal is disclosed in Japanese Patent Application No. 62-13143, and its schematic configuration is shown in FIG. This is a configuration for compensating for distortion when the 90 degrees are incomplete.
【0011】狭帯域で変調波を得るためには、同図に示
すような直交変調器が通常用いられている。この直交変
調器は、入力端子40,41、出力端子42、ミキサ4
3,44、90度移相器45、発振器46、合成器4
7、信号点位置識別器48、振幅演算器49により構成
される。この構成において信号点位置識別器48は、同
相振幅入力I(t)と直交振幅入力Q(t)から構成さ
れる信号点を識別し、振幅演算器49は識別時点におけ
る振幅を求める。本来、同相振幅入力I(t)と直交振
幅入力Q(t)では振幅は等しいが、90度移相がずれ
ていると二つの時点における振幅が一致しない。そこで
振幅の差または比率を演算で求め、移相器45を調整す
る。この方法では、(i) 移相器45を調整しているが、
実際の回路で微調できる移相器の実現は難しい、(ii)具
体的な制御方法が記述されていないので実現性が不明で
ある、(iii) ベースバンド信号のロールオフ整形により
誤差が発生し精度が十分でない、(iv)他の歪、たとえば
DCオフセット、振幅アンバランスがあると精度が十分
でない、などの欠点があった。To obtain a modulated wave in a narrow band, a quadrature modulator as shown in FIG. 1 is generally used. This quadrature modulator has input terminals 40 and 41, an output terminal 42, a mixer 4
3, 44, 90 degree phase shifter 45, oscillator 46, synthesizer 4
7. It is composed of a signal point position discriminator 48 and an amplitude calculator 49. In this configuration, the signal point position identifier 48 identifies a signal point composed of the in-phase amplitude input I (t) and the quadrature amplitude input Q (t), and the amplitude calculator 49 obtains the amplitude at the time of identification. Originally, the amplitudes of the in-phase amplitude input I (t) and the quadrature amplitude input Q (t) are equal, but if the phase shift is shifted by 90 degrees, the amplitudes at the two time points do not match. Therefore, the difference or ratio of the amplitude is obtained by calculation, and the phase shifter 45 is adjusted. In this method, (i) the phase shifter 45 is adjusted.
It is difficult to realize a phase shifter that can be fine-tuned with an actual circuit. (Ii) The feasibility is unknown because a specific control method is not described. (Iii) An error occurs due to roll-off shaping of the baseband signal. There are drawbacks such as insufficient accuracy and (iv) other distortions such as DC offset and amplitude imbalance resulting in insufficient accuracy.
【0012】第2の提案は特願昭63−62439に開
示されているもので、その概略構成を図13に示す。こ
れはDCオフセットを補償するためのものである。この
構成では、変調波の同相及び直交成分の各々について、
比較器51で検出した変調シンボルの正負に応じてDC
オフセット算出部50のSWを同期させながら変調波を
整流し、それを積分した値を比較する。積分値はDCオ
フセット量に比例しているので、フィードバックループ
52を形成すると補償ができる。この従来例では、同相
及び直交成分回路ごとに補償を行っているが、実際の高
周波回路ではローカルキャリアがリークして、同相と直
交成分の合成器47にも重畳されて歪を生じるので、合
成器47の前で歪を取り除いても不十分であるという欠
点があった。また、本回路は回路構成が相当に複雑とな
る欠点があった。The second proposal is disclosed in Japanese Patent Application No. 63-62439, and its schematic configuration is shown in FIG. This is to compensate for DC offset. In this configuration, for each of the in-phase and quadrature components of the modulated wave,
DC according to the sign of the modulation symbol detected by the comparator 51
The modulated wave is rectified while synchronizing the SW of the offset calculation unit 50, and the integrated value is compared. Since the integral value is proportional to the DC offset amount, compensation can be made by forming the feedback loop 52. In this conventional example, compensation is performed for each of the in-phase and quadrature component circuits. However, in an actual high-frequency circuit, local carriers leak and are also superimposed on the in-phase and quadrature component combiner 47 to generate distortion. There is a disadvantage that it is not enough to remove the distortion in front of the vessel 47. Further, this circuit has a disadvantage that the circuit configuration is considerably complicated.
【0013】一般に、これらの従来の構成の変調器では
線形歪及び非線形歪により変調波が劣化する場合があ
る。非線形歪はミキサ43,44に使用しているダイオ
ードの非線形応答が原因であり、入力レベルをある程度
下げることにより容易に小さくできるが、線形歪につい
てはバランスのとれた部品の選定あるいは微調整等が必
要となる。以下では、その線形歪について具体的に説明
する。In general, in these conventional modulators, a modulated wave may be deteriorated due to linear distortion and nonlinear distortion. Non-linear distortion is caused by the non-linear response of the diodes used in the mixers 43 and 44, and can be easily reduced by lowering the input level to some extent. Required. Hereinafter, the linear distortion will be specifically described.
【0014】図12において、入力端子40,41はそ
れぞれ、同相振幅入力I(t)と、直交振幅入力Q
(t)が入力される。一方、発振器46から出力される
各周波数ωc のキャリアrc (t)=cos (ωc t)
と、キャリアを90度移相器でπ/2移相したr
s (t)=−sin (ωc t)がそれぞれミキサ43,4
4に入力され、同相振幅信号a(t)、直交振幅信号b
(t)と乗積される。この乗積された信号は合成器47
で合成され、出力端子42から出力される。しかし、実
際の直交変調器では、浮遊容量、浮遊インダクタンスな
どによるキャリアリークや90度移相器45の移相誤差
によるイメージ発生などが起きる。そのため、変調器出
力y(t)は以下のようになる。In FIG. 12, input terminals 40 and 41 have an in-phase amplitude input I (t) and a quadrature amplitude input Q, respectively.
(T) is input. On the other hand, the carrier r c of each frequency omega c output from the oscillator 46 (t) = cos (ω c t)
And r obtained by shifting the phase of the carrier by π / 2 with a 90-degree phase shifter.
s (t) = - sin ( ω c t) , respectively mixer 43,4
4, the in-phase amplitude signal a (t) and the quadrature amplitude signal b
(T). This multiplied signal is combined with the combiner 47
And output from the output terminal 42. However, in an actual quadrature modulator, carrier leakage due to stray capacitance, stray inductance, or the like, image generation due to a phase shift error of the 90-degree phase shifter 45, and the like occur. Therefore, the modulator output y (t) is as follows.
【0015】 y(t)=y1 (t)+y2 (t)+y3 (t)+y4 (t) (1) 次にy1 (t)はミキサ43においてベースバンド信号
にDCオフセットδc1が加わった時の応答であり、以下
のように示される。Y (t) = y 1 (t) + y 2 (t) + y 3 (t) + y 4 (t) (1) Next, y 1 (t) is a DC offset δ c1 to the baseband signal in the mixer 43. Is added, and is shown as follows.
【0016】 y1 (t)=[I(t)+δc1]cos (ωc t) (2) y2 (t)はミキサ44の利得が同相に対してα倍のア
ンバランスとなり、DCオフセットδs1が加わった時の
ベースバンド信号が移相誤差θの直交キャリアと乗積さ
れた時の応答であり、以下のように示される。[0016] y 1 (t) = [I (t) + δ c1] cos (ω c t) (2) y 2 (t) becomes the imbalance of α times the gain of the mixer 44 is phase, DC offset This is a response when the baseband signal when δ s1 is added is multiplied by a quadrature carrier having a phase shift error θ, and is represented as follows.
【0017】 y2 (t)=[−αQ(t)+δs1]sin (ωc t+θ) (3) y3 (t)は同相成分のキャリアリークであり、キャリ
アリークの大きさがδc2、キャリアリークの位相がθ1
の時の応答であり、以下のように示される。[0017] y 2 (t) = [- αQ (t) + δ s1] sin (ω c t + θ) (3) y 3 (t) is the carrier leak of the in-phase component, the size of the carrier leak [delta] c2, Carrier leak phase θ 1
And the response is as follows:
【0018】 y3 (t)=δc2cos (ωc t+θ1 ) (4) y4 (t)は直交成分のキャリアリークであり、キャリ
アリークの大きさがδs2、キャリアリークの位相がθ2
の時の応答であり、以下のように示される。[0018] y 3 (t) = δ c2 cos (ω c t + θ 1) (4) y 4 (t) is the carrier leak of the quadrature components, the size of the carrier leak [delta] s2, the phase of the carrier leak theta Two
And the response is as follows:
【0019】 y4 (t)=δs2sin (ωc t+θ2 ) (5) これにより変調器出力y(t)を計算すると、 y(t)=c(t)cos (ωc t)−d(t)sin (ωc t) (6) となり、同相変調信号c(t)は、 c(t)=I(t)+δc sin θ[−αQ(t)+δs1] (7) また、直交変調信号d(t)は、 d(t)=−αQ(t)cos θ+cos θ・δs1+δs (8) オフセットδc とδs は、 δc =δc1+δc2cos θ2 +δs2sin θ2 (9) δs =−δc2sin θ1 +δs2cos θ2 (10) となる。[0019] y 4 (t) = δ s2 sin (ω c t + θ 2) (5) When thus calculating the modulator output y (t), y (t ) = c (t) cos (ω c t) - d (t) sin (ω c t) (6) , and the phase modulated signal c (t) is, c (t) = I ( t) + δ c sin θ [-αQ (t) + δ s1] and (7) And the quadrature modulated signal d (t) is: d (t) = − αQ (t) cos θ + cos θ · δ s1 + δ s (8) The offsets δ c and δ s are δ c = δ c1 + δ c2 cos θ 2 + δ s2 sin θ 2 (9) δ s = −δ c2 sin θ 1 + δ s2 cos θ 2 (10)
【0020】[0020]
【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記に示し
た直交変調器の出力値は、同相変調信号と同相振幅入力
及び直交変調信号と直交振幅入力が等しくなる理想的な
出力c(t)=a(t)、d(t)=b(t)とは大き
く異なっている。However, the output value of the quadrature modulator shown above is an ideal output c (t) = in which the in-phase modulation signal and the in-phase amplitude input and the quadrature modulation signal and the quadrature amplitude input are equal. It is significantly different from a (t) and d (t) = b (t).
【0021】図14は変調波の信号空間ダイヤグラムを
示す。I(t)=cos (x)、Q(t)=sin (x)と
してx=0〜2πとした時の理想的な応答では変調波c
(t)とd(t)の位相ダイヤグラム上の軌跡が図14
の実線で示されるように円形に描かれるが、一方、理想
的でない場合には、同図に破線で示されるように中心が
原点からシフトし、斜めになった楕円となる。この図1
4の斜めになった楕円は実際には図15(a)に示す正
常な軌跡に図15(b)に示すDCオフセットによる線
形歪を受けた軌跡、図15(c)に示す振幅アンバラン
スによる線形歪を受けた軌跡、図15(d)に示す不完
全な90度性による線形歪を受けた軌跡が重ね合わされ
たものである。このような線形歪を抑えるためにはDC
オフセットδc1,δs1、直交キャリアの移相誤差θ、キ
ャリアリークδc2,δs2などを小さくするための調整、
あるいは、バランスのとれた部品の選定等を必要とす
る。また、このようなことを実現させるために、熟練作
業、調整時間、高価な測定器を必要とするという問題が
ある。FIG. 14 shows a signal space diagram of the modulated wave. In the ideal response when x = 0 to 2π with I (t) = cos (x) and Q (t) = sin (x), modulated wave c
The trajectory on the phase diagram of (t) and d (t) is shown in FIG.
Is drawn in a circle as shown by the solid line, but if not ideal, the center is shifted from the origin and becomes an oblique ellipse as shown by the broken line in FIG. This figure 1
The oblique ellipse of FIG. 4 is actually a trajectory obtained by subjecting the normal trajectory shown in FIG. 15 (a) to a linear distortion due to the DC offset shown in FIG. 15 (b), and an amplitude imbalance shown in FIG. 15 (c). The trajectory subjected to linear distortion and the trajectory subjected to linear distortion due to imperfect 90 degrees shown in FIG. 15D are superimposed. In order to suppress such linear distortion, DC
Adjustment for reducing offsets δ c1 and δ s1 , quadrature carrier phase shift error θ, carrier leaks δ c2 and δ s2 ,
Alternatively, it is necessary to select balanced parts. Further, there is a problem that a skilled operation, an adjustment time, and an expensive measuring instrument are required to realize such a thing.
【0022】これらの従来例の問題を解決する提案とし
て、DCオフセットによる歪の補償に線形変換手段を導
入した発明例があるが、線形パラメータを導出するため
に、直交変調器の出力を同相成分と直交成分とを抽出す
るIQ検波器を用いている。この従来の構成では直交変
調器より精度のよいIQ検波器が必要であり、そのオフ
セット調整、振幅調整、直交性の調整が必要であった。As a proposal for solving these problems of the prior art, there is an invention in which a linear conversion means is introduced for compensating for a distortion due to a DC offset. However, in order to derive a linear parameter, an output of a quadrature modulator is converted to an in-phase component. And an IQ detector that extracts the orthogonal components. In this conventional configuration, an IQ detector that is more accurate than the quadrature modulator is required, and its offset adjustment, amplitude adjustment, and orthogonality adjustment are required.
【0023】また、これら従来例はいずれも各種線形歪
に個別に対処したものであり、実際にはDCオフセット
や振幅バランスが十分補償されていないと90度性が十
分に補償できないといったような問題を残すものであ
る。In each of these conventional examples, various linear distortions are individually dealt with, and in practice, 90 degrees cannot be sufficiently compensated unless the DC offset and amplitude balance are sufficiently compensated. Is to leave.
【0024】本発明は上記の点に鑑みてなされたもの
で、上記のような線形歪による変調波の劣化を解決し、
簡単な構成の回路で精度のよい歪補償直交変調器を提供
することを目的とする。The present invention has been made in view of the above points, and solves the above-described deterioration of a modulated wave due to linear distortion.
An object of the present invention is to provide a highly accurate distortion-compensated quadrature modulator with a circuit having a simple configuration.
【0025】[0025]
【課題を解決するための手段】図1は本発明の原理を説
明するための図を示す。線形歪を補償するための線形補
償パラメータが設定され、同相振幅信号及び直交振幅信
号を線形変換し、ベースバンド信号とする線形変換手段
(1)と、線形変換手段(1)により線形変換されたベ
ースバンド信号を入力とする歪補償直交変調器におい
て、直交変調器(2)の変調波出力からキャリア成分を
除去し、レベル信号を生成するレベル信号生成手段
(3)と、レベル信号生成手段(3)から入力されたレ
ベル信号の値を用いて線形変換パラメータを導出し、線
形変換手段(1)に設定するパラメータ生成手段(4)
とを有する。FIG. 1 is a diagram for explaining the principle of the present invention. A linear compensation parameter for compensating for linear distortion is set, and the in-phase amplitude signal and the quadrature amplitude signal are linearly converted by the linear conversion means (1) to be a baseband signal and linearly converted by the linear conversion means (1). In a distortion compensation quadrature modulator to which a baseband signal is input, a level signal generating means (3) for removing a carrier component from a modulated wave output of the quadrature modulator (2) to generate a level signal; Parameter generation means (4) for deriving a linear conversion parameter using the value of the level signal input from (3) and setting it in the linear conversion means (1)
And
【0026】[0026]
【作用】本発明は同相振幅信号及び直交振幅信号を線形
変換手段(1)により線形変換し、線形変換された信号
を入力とする直交変調器(2)の変調波出力をレベル信
号生成手段(3)に入力し、レベル信号を抽出し、その
レベル信号に対してパラメータ生成手段(4)により線
形変換のパラメータが導出され、その線形変換パラメー
タを線形変換に用いることにより線形歪が充分小さな値
に抑えられる。According to the present invention, the in-phase amplitude signal and the quadrature amplitude signal are linearly converted by the linear conversion means (1), and the modulated wave output of the quadrature modulator (2) which receives the linearly converted signal as an input is a level signal generation means ( 3), a level signal is extracted, and a parameter of the linear conversion is derived from the level signal by the parameter generation means (4). By using the linear conversion parameter for the linear conversion, a value having a sufficiently small linear distortion is obtained. Can be suppressed.
【0027】下記の第1実施例では、線形パラメータは
既知のテスト信号を使って、レベル信号に基づき求め
る。In the first embodiment described below, the linear parameter is determined based on the level signal using a known test signal.
【0028】下記の第2実施例では、線形パラメータは
同相及び直交振幅入力の状態に従って、レベル信号に基
づき求める。In the second embodiment described below, the linear parameter is determined based on the level signal according to the state of the in-phase and quadrature amplitude inputs.
【0029】更に、実際には各種線形歪は混在している
ため、本発明ではまずDCオフセットによる線形歪に関
するパラメータを求め、次にDCオフセット補償を行い
つつ振幅アンバランスによる線形歪に関するパラメータ
を求め、最後にDCオフセットと振幅アンバランスの補
償を行いつつ不完全直交位相による線形歪に関するパラ
メータを求めるという手順で全ての線形パラメータを決
定する。Further, since various types of linear distortions are actually mixed, in the present invention, first, a parameter relating to linear distortion due to DC offset is obtained, and then a parameter relating to linear distortion due to amplitude imbalance is obtained while performing DC offset compensation. Finally, all linear parameters are determined by a procedure of obtaining a parameter relating to linear distortion due to imperfect quadrature phase while compensating for DC offset and amplitude imbalance.
【0030】[0030]
【実施例】図2に本発明の第1の実施例の歪補償直交変
調器の構成を示す。図12と同一構成部分には同一符号
を付し、その説明を省略する。図2において、本実施例
の歪補償直交変調器はL端子、C端子を有するスイッチ
20,21,22,23と、線形変換器24を含む線形
変換手段1と、直交変調器2、制御回路25、検波器2
6、低域通過フィルタ29により構成される。直交変調
器2はミキサ43,44と、90度位相器45と、発振
器46と、合成器47から構成されている。FIG. 2 shows the configuration of a distortion-compensating quadrature modulator according to a first embodiment of the present invention. The same components as those in FIG. 12 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. In FIG. 2, the distortion-compensating quadrature modulator according to the present embodiment includes switches 20, 21, 22, 23 having L and C terminals, a linear conversion unit 1 including a linear converter 24, a quadrature modulator 2, and a control circuit. 25, detector 2
6. A low-pass filter 29. The quadrature modulator 2 includes mixers 43 and 44, a 90-degree phase shifter 45, an oscillator 46, and a combiner 47.
【0031】この図2の構成において、検波器26には
2乗検波特性が要求される。2乗検波特性は通常の検波
器において入力レベルを低くすれば実現できる。確実に
2乗検波特性を得るためには、ダブルバランスミキサの
RF端子とLO端子へ変調波を入力すればよい。また、
制御回路25にはディジタル信号処理が有利であり、そ
の時には、低域通過フィルタ27の出力をA/D変換し
て用いる。In the configuration shown in FIG. 2, the detector 26 is required to have a square detection characteristic. The square detection characteristic can be realized by lowering the input level in a normal detector. In order to surely obtain the square-law detection characteristic, a modulated wave may be input to the RF terminal and the LO terminal of the double balance mixer. Also,
Digital signal processing is advantageous for the control circuit 25. At this time, the output of the low-pass filter 27 is A / D converted and used.
【0032】この構成の歪補償直交変調器において、同
相振幅信号I(t)、直交振幅信号Q(t)が、線形変
換器24に入力され、ベースバンド信号である同相振幅
入力a(t)と直交振幅入力b(t)に変換される。ベ
ースバンド信号a(t)とb(t)は直交変調器50に
入力され、式(6)〜(10)で表される変調波y
(t)が得られる。変調波y(t)は検波器26に入力
され、低域通過フィルタ27でキャリア成分が除去さ
れ、レベル信号z(t)が得られる。このレベル信号z
(t)は制御回路25に入力され、線形変換パラメータ
が導出され、その値が線形変換器24に設定される。In the distortion-compensating quadrature modulator having this configuration, the in-phase amplitude signal I (t) and the quadrature amplitude signal Q (t) are input to the linear converter 24, and the in-phase amplitude input a (t) which is a baseband signal. And a quadrature amplitude input b (t). Baseband signals a (t) and b (t) are input to quadrature modulator 50, and modulated wave y represented by equations (6) to (10).
(T) is obtained. The modulated wave y (t) is input to the detector 26, the carrier component is removed by the low-pass filter 27, and the level signal z (t) is obtained. This level signal z
(T) is input to the control circuit 25, a linear conversion parameter is derived, and the value is set in the linear converter 24.
【0033】次に本実施例における歪補償直交変調器の
具体的な動作を説明する。直交変調器50の出力の変調
波y(t)の変調波同相・直交振幅c(t),d(t)
は理想的にはそれぞれ同相振幅信号I(t)と直交振幅
信号Q(t)に等しくなるはずであるから、以下の方程
式 c(t)=I(t) (11) d(t)=Q(t) (12) が得られ、これと式(7),(8)を連立させて解く
と、ベースバンド信号の同相振幅入力a(t)は、 a(t)=I(t)+tan θ・Q(t)+a (13) また、ベースバンド信号の直交振幅入力b(t)は、 b(t)=(1/αcos θ)Q(t)+b (14) a=−δc tan θ(δs +δs1cos θ)−sin θ・δs1 (15) b=(cos θ・δs1+δs )/αcos θ (16) となる。実際にはα,θ,a及びbの値は不明であるか
ら何らかの方法で求めなければならない。その求められ
た値を線形変換パラメータα0 ,θ0 ,a0 ,b0 とす
ると、線形変換器24で行われる線形変換は次のように
なる。Next, a specific operation of the distortion-compensating quadrature modulator according to the present embodiment will be described. Modulated wave in-phase / quadrature amplitude c (t), d (t) of modulated wave y (t) output from quadrature modulator 50
Should ideally be equal to the in-phase amplitude signal I (t) and the quadrature amplitude signal Q (t), respectively. Therefore, the following equation c (t) = I (t) (11) d (t) = Q (T) (12) is obtained, and when equations (7) and (8) are simultaneously solved, the in-phase amplitude input a (t) of the baseband signal is given by: a (t) = I (t) + tan θ · Q (t) + a (13) Further, the quadrature amplitude input b (t) of the baseband signal is b (t) = (1 / αcos θ) Q (t) + b (14) a = −δ c tan θ (δ s + δ s1 cos θ) −sin θ · δ s1 (15) b = (cos θ · δ s1 + δ s ) / αcos θ (16) Actually, the values of α, θ, a, and b are unknown, and must be obtained by some method. Assuming that the obtained values are linear conversion parameters α 0 , θ 0 , a 0 , and b 0 , the linear conversion performed by the linear converter 24 is as follows.
【0034】ベースバンド信号a(t)は、 a(t)=I(t)+tan θ0 ・Q(t)+a0 (17) となり、ベースバンド信号b(t)は、 b(t)=(1/α0 cos θ0 )Q(t)+b0 (18) となる。The baseband signal a (t) is as follows: a (t) = I (t) + tan θ 0 · Q (t) + a 0 (17), and the baseband signal b (t) is b (t) = (1 / α 0 cos θ 0 ) Q (t) + b 0 (18)
【0035】従って、線形変換器24で行う線形変換は
図3に示すように、同相振幅信号I(t)に、直交振幅
信号Q(t)にパラメータθ0 から求まるtan θ0 を乗
じた信号とパラメータa0 とを加算したベースバンド信
号a(t)を直交変調器2の同相入力信号とし、また直
交振幅信号Q(t)にパラメータα0 とθ0 から求まる
1/α0 cos θ0 を乗じた信号とパラメータb0 とを加
算したベースバンド信号b(t)を直交変調器2の直交
入力信号とするものとなる。Accordingly, as shown in FIG. 3, the linear conversion performed by the linear converter 24 is a signal obtained by multiplying the in-phase amplitude signal I (t) by the quadrature amplitude signal Q (t) by tan θ 0 obtained from the parameter θ 0. parameters a 0 and the added baseband signal a (t) is in phase input signals of the quadrature modulator 2, also quadrature amplitude signal Q (t) to the parameter alpha 0 and θ 1 / α 0 determined from 0 cos theta 0 Are added to the parameter b 0 and the baseband signal b (t) is used as the quadrature input signal of the quadrature modulator 2.
【0036】検波器26と低域通過フィルタ27を介し
て抽出される変調波のレベルは z(t)=c2 (t)+d2 (t) (19) で表される。そこで、図2のスイッチ22,23をC端
子側に接続し、ベースバンド信号の同相振幅入力a
(t)と直交振幅入力b(t)として制御回路25より
テスト信号を入力した時の変調波レベルz(t)から線
形変換パラメータを以下のように導出する。スイッチ2
2,23をC端子側に切り替えた時の変調波c(t)と
d(t)は式(7),(8)で表されるから、これを式
(19)に代入して、a(t)とb(t)について偏微
分をとり、それらを0とおくと、次のような連立方程式
が得られる。The level of the modulated wave extracted through the detector 26 and the low-pass filter 27 is represented by z (t) = c 2 (t) + d 2 (t) (19). Therefore, the switches 22 and 23 of FIG. 2 are connected to the C terminal side, and the common-mode amplitude input a of the baseband signal is
A linear conversion parameter is derived as follows from (t) and the modulated wave level z (t) when the test signal is input from the control circuit 25 as the quadrature amplitude input b (t). Switch 2
The modulated waves c (t) and d (t) when the terminals 2 and 23 are switched to the C terminal side are expressed by the equations (7) and (8). By taking partial derivatives of (t) and b (t) and setting them to 0, the following simultaneous equations are obtained.
【0037】[0037]
【数1】 この連立方程式のa(t)とb(t)に関する解は式
(15)と(16)の右辺に一致する。従って、ベース
バンド信号a(t)とb(t)に相当するテスト信号T
a ,Tb を制御回路25で変化させてレベル信号が最小
となる時の値を求めれば、その値が線形変換パラメータ
a0 とb0 である。(Equation 1) The solution of this simultaneous equation regarding a (t) and b (t) coincides with the right side of equations (15) and (16). Accordingly, the test signals T corresponding to the baseband signals a (t) and b (t)
a, by obtaining the value when the level signal is varied by the control circuit 25 a T b is minimized, the value is a linear transformation parameters a 0 and b 0.
【0038】次に、求められた線形変換パラメータa0
とb0 及び、移相誤差の暫定値θ0 =0、振幅比の暫定
値α0 =1を線形変換器24に設定し、スイッチ22,
23をL端子側に戻すと、線形変換器24は線形変換作
動を行い、その変換された信号a(t),b(t)を直
交変換器50に入力すると、その出力y(t)の変調信
号c(t),d(t)は c(t)=I(t)−αsin θQ(t) (22) d(t)=−αcos θQ(t) (23) となる。Next, the obtained linear conversion parameter a 0
And b 0 , a provisional value of the phase shift error θ 0 = 0, and a provisional value of the amplitude ratio α 0 = 1 are set in the linear converter 24, and the switches 22,
When the signal 23 is returned to the L terminal side, the linear converter 24 performs a linear conversion operation. When the converted signals a (t) and b (t) are input to the orthogonal converter 50, the output y (t) of the output y (t) is obtained. The modulation signals c (t) and d (t) are as follows: c (t) = I (t) −α sin θQ (t) (22) d (t) = − αcos θQ (t) (23)
【0039】従って、スイッチ20,21をC端子側に
接続して、制御回路25からテスト信号TI ,TQ を入
力するとき、TI (t)=A(所定値)、TQ (t)=
0を入力すると、そのときのレベル信号z1 はz1 =A
2 となる。また、TI (t)=0、TQ (t)=Aを入
力すると、そのときのレベル信号z2 はz2 =α2 A2
となる。レベル信号z1 とz2 からのαの推定値α0 が α0 =(z2 /z1 )1/2 (24) により求められる。Therefore, when the switches 20, 21 are connected to the C terminal side and the test signals T I , T Q are inputted from the control circuit 25, T I (t) = A (predetermined value), T Q (t ) =
When 0 is input, the level signal z 1 at that time is z 1 = A
It becomes 2 . When T I (t) = 0 and T Q (t) = A are input, the level signal z 2 at that time is z 2 = α 2 A 2
Becomes The estimated value α 0 of α from the level signals z 1 and z 2 is obtained by α 0 = (z 2 / z 1 ) 1/2 (24).
【0040】ただし、この説明では、検波器26からの
レベル信号が正確に変調波のレベルの2乗に比例してい
るという条件が必要である。実際には、その出力にはバ
イアス分が重畳されるいるので、その分を補正して用い
る。すなわち、変調波を入れないときのレベル信号値が
0となるように校正する。However, in this description, it is necessary to provide a condition that the level signal from the detector 26 is accurately proportional to the square of the level of the modulated wave. In practice, a bias component is superimposed on the output, and the bias component is corrected and used. That is, the calibration is performed so that the level signal value when no modulation wave is applied becomes zero.
【0041】さらに、式(22)と(23)が成立して
いるとき、直交振幅信号Q(t)=Aとして変調波のレ
ベル信号z(t)を同相振幅信号I(t)で偏微分し、
その偏微分値を0とおくと、Further, when the equations (22) and (23) are satisfied, the level signal z (t) of the modulated wave is partially differentiated with the in-phase amplitude signal I (t) by setting the quadrature amplitude signal Q (t) = A. And
If the partial differential value is set to 0,
【数2】 となるから、その解をI0 とすると、 θ=arcsin(I0 /αA) (26) のような関係がある。(Equation 2) Therefore, if the solution is I 0 , there is a relationship such as θ = arcsin (I 0 / αA) (26)
【0042】ここで、同相振幅信号I(t)に相当する
テスト信号TI (t)を変化させた時にレベル信号z
(t)が最小になるときのTI (t)の値I0 と、式
(24)で求められたαの推定値である線形変換パラメ
ータα0 をαとして、式(26)に代入すれば、移相誤
差θの推定値θ0 が求められる。Here, when the test signal T I (t) corresponding to the in-phase amplitude signal I (t) is changed, the level signal z
The value I 0 of T I (t) when (t) is minimized and the linear transformation parameter α 0 that is the estimated value of α obtained by equation (24) are substituted into equation (26). For example, an estimated value θ 0 of the phase shift error θ is obtained.
【0043】以上をまとめると、制御回路25における
線形変換パラメータの決定は図4のフローチャートに沿
って以下の通り行われる。In summary, the determination of the linear conversion parameter in the control circuit 25 is performed as follows according to the flowchart of FIG.
【0044】まずステップ101において、スイッチ2
2,23をC側に切替え、テスト信号Ta ,Tb の初期
設定Ta (t=0)=a1 ,Tb (t=0)=b1 を行
う。First, in step 101, switch 2
Switch the 2,23 to C side, to test signal T a, initial setting T a (t = 0) of T b = a 1, T b (t = 0) = b 1.
【0045】次にステップ102において、レベル信号
z(t)を最小とするテスト信号Ta ,Tb の値を求
め、これを線形変換パラメータa,bの最適値a0 ,b
0 とする。Next, in step 102, the values of the test signals T a and T b that minimize the level signal z (t) are obtained, and these are calculated as the optimal values a 0 and b of the linear conversion parameters a and b.
Set to 0 .
【0046】次にステップ201において、最適値
a0 ,b0 を線形変換器24に設定し、また、線形変換
パラメータθ,αの暫定値θ0 =0,α0 =1を設定し
た後、スイッチ22,23をL側に戻す。Next, in step 201, the optimum values a 0 and b 0 are set in the linear converter 24, and the provisional values θ 0 = 0 and α 0 = 1 of the linear conversion parameters θ and α are set. The switches 22 and 23 are returned to the L side.
【0047】次にステップ202において、スイッチ2
0,21をC側に切替え、テスト信号TI (t)=A,
TQ (t)=0を入力してレベル信号z1 を測定し、テ
スト信号TI (t)=0,TQ (t)=Aを入力してレ
ベル信号z2 を測定する。Next, at step 202, switch 2
0, 21 are switched to the C side, and the test signal T I (t) = A,
T Q (t) = 0 input to the measured level signal z 1, measuring the level signal z 2 to input test signal T I (t) = 0, T Q (t) = A.
【0048】次にステップ203において、線形変換パ
ラメータαの最適値α0 をα0 =(z2 /z1 )1/2 を
計算して求める。Next, in step 203, the optimum value α 0 of the linear conversion parameter α is obtained by calculating α 0 = (z 2 / z 1 ) 1/2 .
【0049】次にステップ301において、最適値
a0 ,b0 ,α0 を線形変換器24に設定し、テスト信
号TI ,TQ をTI (t)=I1 ,TQ (t)=Aに設
定する。Next, in step 301, the optimum values a 0 , b 0 , α 0 are set in the linear converter 24, and the test signals T I , T Q are converted to T I (t) = I 1 , T Q (t). = A is set.
【0050】次にステップ302において、レベル信号
z(t)を最小とするテスト信号TI (t)の値I0 を
求める。Next, in step 302, the value I 0 of the test signal T I (t) that minimizes the level signal z (t) is obtained.
【0051】次にステップ303において、線形変換パ
ラメータθの最適値θ0 をθ0 =arcsin(I0 /α
0 A)を計算して求める。Next, at step 303, the optimum value θ 0 of the linear conversion parameter θ is calculated as follows: θ 0 = arcsin (I 0 / α
0 A) is calculated and obtained.
【0052】最後にステップ400において、決定され
た線形変換パラメータの最適値a0 ,b0 ,α0 ,θ0
を線形変換器24に設定し、スイッチ20,21をL側
に戻す。Finally, in step 400, the optimum values a 0 , b 0 , α 0 , θ 0 of the determined linear conversion parameters are set.
Is set in the linear converter 24, and the switches 20 and 21 are returned to the L side.
【0053】以上に述べた方法によれば、制御回路25
は検波器26と低域通過フィルタ27からなるレベル信
号生成手段からのレベル値の入力のみで線形変換パラメ
ータが求められ、その線形変換パラメータを線形変換器
24に設定する。これにより線形歪を充分小さな値に抑
えることができる。According to the method described above, the control circuit 25
Obtains a linear conversion parameter only by inputting a level value from a level signal generating means including a detector 26 and a low-pass filter 27, and sets the linear conversion parameter in the linear converter 24. Thereby, the linear distortion can be suppressed to a sufficiently small value.
【0054】上述の図4の方法では、レベル値z(t)
を最小にするテスト信号Ta ,Tb ,TI の値を求める
方法を述べたが、これらの値は、レベル信号z(t)が
最小になるところではz(t)の各テスト信号に関する
傾きの符号が変化するという原理を用いる摂動法を利用
して容易に求められる。そのような摂動法の一例として
Tb の値を固定した場合にTa の値を求める手順のフロ
ーチャートを図5に示す。In the method of FIG. 4 described above, the level value z (t)
Has been described, the values of the test signals T a , T b , and T I that minimize the values of the test signals T a , T b , and T I are described. It is easily obtained using a perturbation method using the principle that the sign of the slope changes. A flow chart of procedure for obtaining the values of T a when fixing the value of T b as an example of such a perturbation method shown in FIG.
【0055】図5の摂動法では、まずステップ501に
おいて、Ta の初期値をa1 に設定する。[0055] In the perturbation method of Fig. 5, first, at step 501, the initial value of the T a to a 1.
【0056】次にステップ502において、以下のよう
な設定を行う。Next, in step 502, the following settings are made.
【0057】 Ta (t)=e・sin (t)+an (27) Tb (t)=b (28) ここで0<e≪1は摂動振幅、bは一定値、an はn回
目の摂動におけるTa の値である。[0057] T a (t) = e · sin (t) + a n (27) T b (t) = b (28) where 0 <e«1 perturbation amplitude, b is a constant value, a n is n is the value of T a in times eyes of perturbation.
【0058】次にステップ503において、式(27)
におけるan の値を次の式(29)に基づいて更新す
る。Next, at step 503, equation (27)
Updated based the value of a n in the following equation (29) in the.
【0059】[0059]
【数3】 そして、ステップ504において、ステップ502,5
03がn=Nとなるまで繰返される。ここでNは最大摂
動回数である。(Equation 3) Then, in step 504, steps 502 and 5
03 is repeated until n = N. Here, N is the maximum number of perturbations.
【0060】尚、この図5に示す最適化においては外部
から摂動を与えるが、摂動振幅の大きさによって最適値
へ収束するまでの時間が異なる。その様子を図6に示
す。従って、収束時間が短くなるような適当な摂動振幅
を選ぶことが好ましい。In the optimization shown in FIG. 5, a perturbation is given from the outside, but the time required to converge to the optimum value differs depending on the magnitude of the perturbation amplitude. FIG. 6 shows this state. Therefore, it is preferable to select an appropriate perturbation amplitude that shortens the convergence time.
【0061】また、図4の方法におけるステップ102
にこの摂動法を利用する場合には、Tb の値を固定せず
に、Ta ,Tb の両方を交互に調整するようにしても良
い。Step 102 in the method of FIG.
In the case of using the perturbation method, without fixing the value of T b, T a, may be adjusted alternately both T b.
【0062】この発明の第1の実施例に歪補償直交変調
器を使った等化器の出力における平均ビット誤り率(Av
erage BER )と、従来の歪補償のない直交変調器を使っ
た等化器の出力における平均ビット誤り率を、DCオフ
セット、振幅バランス、位相オフセットの各々について
図7(a),(b),(c)に示す。The average bit error rate (Av) at the output of the equalizer using the distortion-compensating quadrature modulator according to the first embodiment of the present invention.
erage BER) and the average bit error rate at the output of an equalizer using a conventional quadrature modulator without distortion compensation are plotted for each of DC offset, amplitude balance, and phase offset as shown in FIGS. It is shown in (c).
【0063】図8に本発明の第2の実施例の歪補償直交
変調器の構成を示す。図2と同一構成部分には同一符号
を付し、その説明を省略する。FIG. 8 shows the configuration of a distortion-compensating quadrature modulator according to a second embodiment of the present invention. The same components as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
【0064】この第2の実施例では、上述した第1の実
施例のようにスイッチ20,21,22,23を通して
制御回路25からテスト信号を入力する代わりに、同相
及び直交振幅入力I(t),Q(t)を入力検出器31
で検出し、これを制御回路25に報告することにより、
適当な同相及び直交振幅入力I(t),Q(t)を第1
実施例におけるテスト信号同様に利用することで線形変
換パラメータを決定する。このため、この第2の実施例
においては線形変換パラメータの決定をリアルタイムに
行うことが可能である。In the second embodiment, instead of inputting a test signal from the control circuit 25 through the switches 20, 21, 22, 23 as in the first embodiment, an in-phase and quadrature amplitude input I (t ), Q (t) to the input detector 31
And by reporting this to the control circuit 25,
Appropriate in-phase and quadrature amplitude inputs I (t), Q (t)
The linear conversion parameter is determined by using the test signal in the same manner as in the embodiment. For this reason, in the second embodiment, it is possible to determine the linear conversion parameter in real time.
【0065】より詳細には、この第2の実施例における
線形変換パラメータの決定は以下のように行われる。More specifically, the determination of the linear conversion parameter in the second embodiment is performed as follows.
【0066】まず、線形変換パラメータaに周期的な小
振幅の摂動信号を重畳し、その時のレベル信号を摂動信
号を用いて相関検出し、その相関検出信号レベルが0と
なるような最適値a0 に線形変換パラメータaを調整
し、また、線形変換パラメータbについても同様に最適
値b0 を調整して最適パラメータa0 とb0 を求める。First, a periodic small-perturbation perturbation signal is superimposed on the linear conversion parameter a, and the level signal at that time is subjected to correlation detection using the perturbation signal, and the optimum value a is set so that the correlation detection signal level becomes 0. The linear conversion parameter a is adjusted to 0 , and the optimum value b 0 is similarly adjusted for the linear conversion parameter b to obtain the optimum parameters a 0 and b 0 .
【0067】次に制御回路25は、線形変換器24に最
適パラメータa0 とb0 を設定し、パラメータθとαに
は暫定値θ=0,α=1を設定し、直交振幅信号Q
(t)が0となった瞬間の同相振幅信号I(t)の値I
1 とレベル信号生成手段のレベル信号z(t)の値z3
を測定し、またI(t)が0になった瞬間のQ(t)の
値Q2 及びz(t)の値z4 を測定し、 α0 =(I1 /Q2 )・(z2 /z3 )1/2 (30) を算出して最適パラメータα0 を求める。Next, the control circuit 25 sets the optimum parameters a 0 and b 0 in the linear converter 24, sets the provisional values θ = 0 and α = 1 for the parameters θ and α, and sets the quadrature amplitude signal Q
The value I of the in-phase amplitude signal I (t) at the moment when (t) becomes 0
1 and the value z 3 of the level signal z (t) of the level signal generating means
Was measured, also measures the value z 4 of the I values Q 2 and z of the moment when the (t) becomes 0 Q (t) (t) , α 0 = (I 1 / Q 2) · (z 2 / z 3 ) 1/2 (30) is calculated to determine the optimum parameter α 0 .
【0068】次に制御回路25は、線形変換器24に最
適パラメータa0 とb0 とα0 を設定し、パラメータθ
には暫定値θ=0を設定し、同相振幅信号I(t)と直
交振幅信号Q(t)が等しい値A1になった瞬間のレベ
ル信号z(t)の値z5 を測定し、またI(t)=−Q
(t)=A2 となった瞬間のz(t)の値z6 を測定
し、測定値から比β=z1 A2 2 /z2 A1 2 を求め θ0 =arcsin[(1−β)/(1+β)] (31) を算出して最適パラメータθ0 を求める。Next, the control circuit 25 sets the optimal parameters a 0 , b 0 and α 0 in the linear converter 24, and sets the parameters θ
, A provisional value θ = 0 is set, and the value z 5 of the level signal z (t) at the moment when the in-phase amplitude signal I (t) and the quadrature amplitude signal Q (t) become equal to the value A 1 is measured. Also, I (t) =-Q
(T) = the value z 6 of the moment became A 2 z (t) is measured, to determine the specific β = z 1 A 2 2 / z 2 A 1 2 from the measured value θ 0 = arcsin [(1- β) / (1 + β)] (31) to determine the optimal parameter θ 0 .
【0069】従って、この第2の実施例では、DCオフ
セットについては単に摂動を加えて最適値を求めるだけ
で済み、振幅バランスと直交性については同相及び直交
振幅入力が所定の状態にあることを検知した時のレベル
信号から最適値を計算することができる。Therefore, in the second embodiment, it is sufficient to simply determine the optimum value by adding perturbation to the DC offset, and it is necessary to confirm that the in-phase and quadrature amplitude inputs are in a predetermined state for the amplitude balance and the orthogonality. An optimum value can be calculated from the level signal at the time of detection.
【0070】尚、上記の手順において相関検出は上述し
た図5の摂動法と同様の方法で行うことができる。In the above procedure, correlation detection can be performed by the same method as the perturbation method shown in FIG.
【0071】以上説明した歪補償調整器の具体的な回路
形成には様々な形態が考えられる。制御回路25は処理
の性格上、ディジタル回路で実現するのが有利である。
線形変換器24についてはアナログ回路による実現とデ
ィジタル回路による実現の2通りがある。Various forms are conceivable for concrete circuit formation of the distortion compensation adjuster described above. The control circuit 25 is advantageously implemented by a digital circuit due to the nature of processing.
There are two types of the linear converter 24, an implementation using an analog circuit and an implementation using a digital circuit.
【0072】アナログ回路で線形変換器24を作るため
には、精度のよい乗算器が必要である。線形パラメータ
はディジタル信号であるから、乗算器には4象限D/A
変換器を用いることができる。4象限D/A変換器は図
9のように抵抗とスイッチから形成され、被乗算信号を
基準入力端子33へ入力し、乗算値をディジタル端子3
2に入力する。ディジタル端子32はスイッチを制御
し、出力端子34と35にはアナログの精度の高い乗算
出力が得られる。2つの出力端子には平衡レベル、たと
えばアナログ・グランドを対称にして反転した2つの電
流信号たとえばa(t)とa▲バー▼(t)が生成され
る。これらを増幅器を介して直交変調器2へ入力する。
この直交変調器2は図10のように構成され、そのミキ
サ部43,44は図11のように差動アンプで形成され
るので、反転した2つの入力が必要である。もちろん、
線形変換器24が生成するアナログベースバンド信号を
反転増幅器で反転させて2つの信号を生成することも考
えられる。In order to form the linear converter 24 with an analog circuit, a high-precision multiplier is required. Since the linear parameter is a digital signal, the multiplier has four quadrants D / A
A converter can be used. The four-quadrant D / A converter is formed of a resistor and a switch as shown in FIG. 9, inputs the multiplied signal to the reference input terminal 33, and outputs the multiplied value to the digital terminal 3.
Enter 2 The digital terminal 32 controls a switch, and the output terminals 34 and 35 can obtain a highly accurate analog multiplied output. At the two output terminals, two current signals, for example, a (t) and a @ (bar) (t), which are inverted with respect to a balanced level, for example, analog ground are generated. These are input to the quadrature modulator 2 via the amplifier.
This quadrature modulator 2 is configured as shown in FIG. 10, and its mixer sections 43 and 44 are formed by differential amplifiers as shown in FIG. 11, and therefore require two inverted inputs. of course,
It is also conceivable that the analog baseband signal generated by the linear converter 24 is inverted by an inverting amplifier to generate two signals.
【0073】ディジタル回路で実現するときには、同相
振幅信号及び直交振幅信号をA/D変換したディジタル
入力信号を入力とし、線形変換器24から出力されるデ
ィジタルベースバンド出力信号をD/A変換して直交変
調器2へ入力する。When the digital circuit is realized by a digital circuit, a digital input signal obtained by A / D conversion of an in-phase amplitude signal and a quadrature amplitude signal is input, and a digital baseband output signal output from the linear converter 24 is D / A converted. Input to the quadrature modulator 2.
【0074】尚、上述の説明により求めた線形パラメー
タは電源が切れると削減してしまうので、不揮発性メモ
リに蓄積しておき、電源がONになった時には、まずそ
の値を読み出して使用することが望ましい。Since the linear parameters obtained by the above description are reduced when the power is turned off, they are stored in a non-volatile memory, and when the power is turned on, the values are read and used first. Is desirable.
【0075】又、実際の実装時には線形変換手段とパラ
メータ生成手段はCMOSで一体的にIC化し、直交変
調器とレベル信号生成手段はバイポーラまたはGaAs
のICとして一体的にIC化してこれらICの組合せで
本発明の歪補償直交変調器を実現することも可能であ
る。At the time of actual mounting, the linear conversion means and the parameter generation means are integrally formed as ICs by CMOS, and the quadrature modulator and the level signal generation means are bipolar or GaAs.
It is also possible to realize the distortion-compensating quadrature modulator of the present invention by combining these ICs into an integrated IC.
【0076】[0076]
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、レベル
を検出する回路を設けることにより、容易に線形変換パ
ラメータを導出することができ、簡単な構成の回路によ
り非常に精度のよい歪補償直交変調器を実現できる。ま
た、バースト伝送を行っている伝送系では、本発明の方
法により送信していない時間に線形変換パラメータを修
正していれば、送信時にリアルタイムに補償を最適化で
き、機器の温度変動、経時変化等があっても精度のよい
変調波を得ることができる。As described above, according to the present invention, it is possible to easily derive a linear conversion parameter by providing a circuit for detecting a level, and to obtain a highly accurate distortion by a circuit having a simple configuration. A compensated quadrature modulator can be realized. Further, in a transmission system performing burst transmission, if the linear conversion parameter is corrected during a time when transmission is not being performed by the method of the present invention, compensation can be optimized in real time at the time of transmission, temperature fluctuation of equipment, change over time, and so on. And the like, a highly accurate modulated wave can be obtained.
【図1】本発明の原理を説明するための図である。FIG. 1 is a diagram for explaining the principle of the present invention.
【図2】本発明の第1の実施例の歪補償直交変調器の構
成図である。FIG. 2 is a configuration diagram of a distortion compensation quadrature modulator according to a first embodiment of the present invention.
【図3】図2の歪補償直交変調器の線形変換器による線
形変換のダイアグラムである。FIG. 3 is a diagram of a linear conversion performed by a linear converter of the distortion-compensating quadrature modulator of FIG. 2;
【図4】図2の歪補償直交変調器による線形変換パラメ
ータ決定手順のフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart of a procedure for determining a linear conversion parameter by the distortion-compensating quadrature modulator of FIG. 2;
【図5】図4の手順において利用する摂動法のフローチ
ャートである。FIG. 5 is a flowchart of a perturbation method used in the procedure of FIG.
【図6】図5の摂動法における収束時間と摂動振幅の関
係を示すグラフである。6 is a graph showing a relationship between a convergence time and a perturbation amplitude in the perturbation method of FIG.
【図7】図2の歪補償直交変調器を用いた等化器の出力
の平均ビット誤り率と従来の歪補償のない直交変調器を
用いた等化器の出力の平均ビット誤り率とをDCオフセ
ット、振幅バランス、位相オフセットについて示すグラ
フである。FIG. 7 shows the average bit error rate of the output of the equalizer using the distortion-compensated quadrature modulator of FIG. 2 and the average bit error rate of the output of the equalizer using the conventional quadrature modulator without distortion compensation. It is a graph shown about DC offset, amplitude balance, and phase offset.
【図8】本発明の第2の実施例の歪補償直交変調器の構
成図である。FIG. 8 is a configuration diagram of a distortion compensation quadrature modulator according to a second embodiment of the present invention.
【図9】本発明の歪補償直交変調器の線形変換部に用い
る4象限D/A変換器の構成図である。FIG. 9 is a configuration diagram of a four-quadrant D / A converter used in a linear converter of a distortion compensation quadrature modulator according to the present invention.
【図10】本発明の歪補償直交変調器の直交変調部の構
成図である。FIG. 10 is a configuration diagram of a quadrature modulation unit of the distortion compensation quadrature modulator according to the present invention.
【図11】図10の直交変調部のダブルバランスミキサ
の構成図である。11 is a configuration diagram of a double balance mixer of the quadrature modulation unit in FIG.
【図12】従来の直交変調器の一例の構成図である。FIG. 12 is a configuration diagram of an example of a conventional quadrature modulator.
【図13】従来の直交変調器の他例の構成図である。FIG. 13 is a configuration diagram of another example of a conventional quadrature modulator.
【図14】出力変調波の信号空間ダイアグラムである。FIG. 14 is a signal space diagram of an output modulated wave.
【図15】正常及び線形歪を受けた変調波の信号空間ダ
イアグラムである。FIG. 15 is a signal space diagram of a modulated wave subjected to normal and linear distortion.
1 線形変換手段 2 直交変調器 3 レベル信号生成手段 4 パラメータ生成手段 20,21,22,23 スイッチ 24 線形変換器 25 制御回路 26 検波器 27 低域通過フィルタ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Linear conversion means 2 Quadrature modulator 3 Level signal generation means 4 Parameter generation means 20, 21, 22, 23 Switch 24 Linear converter 25 Control circuit 26 Detector 27 Low-pass filter
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−121326(JP,A) 特開 昭63−208330(JP,A) 特開 平2−254839(JP,A) 特開 昭64−36153(JP,A) 実開 昭63−81549(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04L 27/20 H04L 27/36 Continuation of the front page (56) References JP-A-63-121326 (JP, A) JP-A-63-208330 (JP, A) JP-A-2-254839 (JP, A) JP-A-64-36153 (JP , A) Real opening 63-81549 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H04L 27/20 H04L 27/36
Claims (2)
ータが設定され、同相振幅信号及び直交振幅信号を線形
変換して、ベースバンド信号とする線形変換手段と、該
線形変換手段により線形変換したベースバンド信号を入
力とする直交変調器を有する歪補償直交変調器におい
て、前記線形変換手段は、同相振幅信号I(t)と直交振幅
信号Q(t)から同相ベースバンド信号a(t)と直交
ベースバンド信号b(t)を求めるために、線形変換パ
ラメータa、b、α、θを用いて、 a(t)=I(t)+tanθ・Q(t)+a b(t)=(1/αcosθ)Q(t)+b によって規定される線形変換を行い、 前記直交変換器の変調波出力からキャリア成分を除去
し、レベル信号を生成するレベル信号生成手段と、 前記レベル信号生成手段より入力された前記レベル信号
の値を用いて前記線形変換パラメータa、b、α、θを
導出し、前記線形変換手段に設定するパラメータ生成手
段とを有することを特徴とする歪補償直交変調器。1. A linear conversion parameter for compensating for linear distortion is set, a linear conversion unit converts the in-phase amplitude signal and the quadrature amplitude signal into a baseband signal, and performs a linear conversion by the linear conversion unit. In a distortion-compensating quadrature modulator having a quadrature modulator that receives a baseband signal as input, the linear conversion means includes an in-phase amplitude signal I (t) and a quadrature amplitude signal I (t).
Quadrature from signal Q (t) to in-phase baseband signal a (t)
To determine the baseband signal b (t),
Parameters a, b, α, using a theta, a linear transformation defined by a (t) = I (t ) + tanθ · Q (t) + a b (t) = (1 / αcosθ) Q (t) + b performed, wherein the carrier component is removed from the modulated wave output of the orthogonal transformer, the level signal generation means for generating a level signal, the level signal generating means and said linear transform using the values of the inputted level signal from the parameter a , B, α, θ, and parameter generating means for setting the linear conversion means.
ータが設定され、同相振幅信号及び直交振幅信号を線形
変換して、ベースバンド信号とする線形変換手段と、該
線形変換手段により線形変換したベースバンド信号を入
力とする直交変調器を有する歪補償直交変調器におい
て、前記線形変換手段は、同相振幅信号I(t)と直交振幅
信号Q(t)から同相ベースバンド信号a(t)と直交
ベースバンド信号b(t)を求めるために、線形変換パ
ラメータa、b、α、θを用いて、 a(t)=I(t)+tanθ・Q(t)+a b(t)=(1/αcosθ)Q(t)+b によって規定される線形変換を行い、 DCオフセットに関する線形変換パラメータa、bをま
ず求め、DCオフセットに因る歪を補償しながら振幅バ
ランスに関する線形変換パラメータαを次に求め、最後
にDCオフセットと振幅アンバランスに因る歪を補償し
ながら直交性に関する線形変換パラメータθを求めて、
前記線形変換手段に設定するパラメータ生成手段とを有
することを特徴とする歪補償直交変調器。2. A linear conversion parameter for compensating for linear distortion is set, and a linear conversion means for linearly converting the in-phase amplitude signal and the quadrature amplitude signal into a baseband signal, and performing linear conversion by the linear conversion means. In a distortion-compensating quadrature modulator having a quadrature modulator that receives a baseband signal as input, the linear conversion means includes an in-phase amplitude signal I (t) and a quadrature amplitude signal I (t).
Quadrature from signal Q (t) to in-phase baseband signal a (t)
To determine the baseband signal b (t),
Parameters a, b, α, using a theta, a linear transformation defined by a (t) = I (t ) + tanθ · Q (t) + a b (t) = (1 / αcosθ) Q (t) + b The linear conversion parameters a and b relating to the DC offset are first determined, the linear conversion parameter α relating to the amplitude balance is determined next while compensating for the distortion due to the DC offset, and finally the distortion due to the DC offset and the amplitude unbalance is determined. Find the linear transformation parameter θ for orthogonality while compensating,
A distortion generating quadrature modulator comprising parameter generating means for setting the linear conversion means.
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- 1992-03-09 JP JP05058192A patent/JP3144649B2/en not_active Expired - Lifetime
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