JP6148728B2 - Transmitter - Google Patents
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Description
本発明は、送信機に係り、特に、増幅器の非線形歪補償に加えて、アナログ直交変調器におけるI信号とQ信号のアンバランス、直交度誤差、直流オフセットの補正を精度よく行うことができる送信機に関する。 The present invention relates to a transmitter. In particular, in addition to nonlinear distortion compensation of an amplifier, transmission capable of accurately correcting an unbalance of I and Q signals, an orthogonality error, and a DC offset in an analog quadrature modulator. Related to the machine.
[先行技術の説明] ベースバンドのアナログI信号とアナログQ信号を直交変調するアナログ直交変調器を含むダイレクトコンバージョン方式の送信機がある。
このような送信機では、電力増幅器で発生する歪やアナログ直交変調器における変調誤差を補償するためのフィードバック回路を備えることがある。
アナログ直交変調器の変調誤差としては、回路素子の個体差や偏差に起因するI信号とQ信号のアンバランス、直交度誤差、直流オフセットがある。[Description of Prior Art] There is a direct conversion type transmitter including an analog quadrature modulator that quadrature modulates a baseband analog I signal and an analog Q signal.
Such a transmitter may include a feedback circuit for compensating for distortion generated in the power amplifier and modulation error in the analog quadrature modulator.
As the modulation error of the analog quadrature modulator, there are an imbalance between the I signal and the Q signal, a quadrature error, and a DC offset caused by individual differences and deviations of circuit elements.
[従来の送信機の構成:図3] 従来の送信機の構成について図3を用いて説明する。図3は、従来の送信機の変復調部を含む部分構成ブロック図である。
図3に示すように、従来の送信機は、D/A変換器(DAC;Digital-Analog Convert er)11,12と、ローパスフィルタ(LPF;Low Pass Filter)13,14と、ミキサ15,16と、局部発振器17と、移相器(90 degree phase shifter)18と、合成器19と、電力増幅器20と、ミキサ21,22と、ローパスフィルタ23,24と、A/D変換器(ADC;Analog-Digital Converter)25,26とを備えている。[Configuration of Conventional Transmitter: FIG. 3] A configuration of a conventional transmitter will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a partial configuration block diagram including a modem of a conventional transmitter.
As shown in FIG. 3, the conventional transmitter includes D / A converters (DAC: Digital-Analog Converter) 11, 12, low-pass filters (LPF) 13, 14, and
[各部] D/A変換器11は、ディジタル直交変調されたベースバンドの同相成分(I成分、又はI信号)をディジタル/アナログ変換し、D/A変換器12は、ディジタル直交変調されたベースバンドの直交成分(Q成分、又はQ信号)をディジタル/アナログ変換する。
ローパスフィルタ13,14は、それぞれ入力された信号を帯域制限して、低周波成分のみを通過させる。
局部発振器17は、搬送波周波数を発振し、周波数信号を出力する。
移相器18は、局部発振器17からの周波数信号の位相を90°回転させる。[Parts] The D / A converter 11 performs digital / analog conversion of the digital quadrature modulated baseband in-phase component (I component or I signal), and the D /
The low-
The
The
ミキサ15は、局部発振器17からの周波数信号をI信号に乗算して周波数変換する。
ミキサ16は、移相器18からの90°位相がずれた局部発振器17からの周波数信号をQ信号に乗算して周波数変換する。
合成器19は、ミキサ15,16からの出力信号を合成し、直交変調された送信信号を出力する。
ミキサ15,16、合成器19はアナログ直交変調器に相当する。
電力増幅器20は、直交変調された送信信号を電力増幅して、アンテナ等に出力する。電力増幅器20の出力の一部は、方向性結合器等により帰還信号としてフィードバックされる。The
The
The
The
The
ミキサ21は、フィードバックされた帰還信号に局部発振器17からの周波数信号を乗算して帰還信号のI成分を生成する。
ミキサ22は、帰還信号に移相器18からの90°位相がずれた局部発振器17からの周波数信号を乗算して帰還信号のQ成分を生成する。
ミキサ21,22はアナログ直交復調器に相当する。The
The
The
ローパスフィルタ23,24は、それぞれ帰還信号のI成分、Q成分を帯域制限して低周波成分のみを通過させる。
A/D変換器25は、ローパスフィルタ23の出力をアナログ/ディジタル変換して、I′信号を出力する。
A/D変換器26は、ローパスフィルタ24の出力をアナログ/ディジタル変換して、Q′信号を出力する。The low-
The A /
The A /
更に、図示は省略するが、従来の送信機には制御部が設けられており、制御部は、送信側のI信号,Q信号と、フィードバック側で得られたI信号,Q信号(I′信号,Q′信号)とを比較して、電力増幅器20における歪補償の制御や、アナログ直交変調器の誤差補正として、I信号とQ信号のアンバランスの補正、直交度誤差の補正、直流オフセットの補正等の処理を行う。
Further, although not shown in the figure, the conventional transmitter is provided with a control unit, and the control unit transmits the I signal and Q signal on the transmission side and the I signal and Q signal (I ′) obtained on the feedback side. Signal, Q ′ signal), distortion compensation control in the
[動作] 上記従来の送信機における動作について図3を用いて簡単に説明する。
I,Qのベースバンド信号は、それぞれD/A変換器11,12でディジタル信号からアナログ信号に変換され、ローパスフィルタ13,14で帯域制限される。
帯域制限されたI信号は、ミキサで15において局部発振器17からの信号を用いて周波数変換される。
同様に、帯域制限されたQ信号は、ミキサ16において、移相器18からの90°位相回転させた局部発振器17からの信号を用いて周波数変換される。
周波数変換されたI信号及びQ信号は、合成器19で合成され、電力増幅器20で電力増幅されて、アンテナ等に出力される。[Operation] The operation of the conventional transmitter will be briefly described with reference to FIG.
The baseband signals of I and Q are converted from digital signals to analog signals by D /
The band-limited I signal is frequency-converted by the
Similarly, the band-limited Q signal is frequency-converted by the
The frequency-converted I signal and Q signal are combined by a
また、電力増幅器20の出力の一部はフィードバックされ、ミキサ21で局部発振器17からの信号を用いて周波数変換され、I信号となる。
同様に、フィードバックされた信号は、ミキサ22で移相器18からの信号を用いて周波数変換され、Q信号となる。
更に、周波数変換されたI信号及びQ信号は、それぞれ、LPF23,24で帯域制限され、A/D変換器25,26でアナログ信号からディジタル信号に変換されてI′信号とQ′信号が得られる。Also, part of the output of the
Similarly, the fed back signal is frequency-converted by the
Further, the frequency-converted I signal and Q signal are band-limited by
一方、図示しない制御部では、送信側におけるD/A変換前のI信号,Q信号と、フィードバックされたI′信号,Q′信号とを比較して、電力増幅器20における非線形歪の補償特性や、I信号とQ信号のアンバランス、直交変調器における直交度誤差、直流オフセットの補償特性を求め、各補償特性を送信側のI信号,Q信号に合成し、電力増幅器20での歪補償及び直交変調器における各々の誤差の補償を行う。
On the other hand, a control unit (not shown) compares the I signal and Q signal before D / A conversion on the transmission side with the fed back I ′ signal and Q ′ signal, and compensates for nonlinear distortion compensation characteristics in the
尚、従来の送信機では、送信側でI信号とQ信号をアナログ直交変調し、帰還側でアナログ直交復調してI′信号とQ′信号を取り扱うことにより、ベースバンド帯域を広帯域に使うことができるため、歪を良好に補償することができるものである。 In the conventional transmitter, the I and Q signals are analog quadrature modulated on the transmission side, the analog quadrature demodulation is performed on the feedback side, and the I 'signal and Q' signal are handled, so that the baseband band can be used in a wide band. Therefore, distortion can be compensated favorably.
[従来の送信機におけるA/D変換後のスペクトラム:図4] 次に、従来の送信機におけるフィードバック系のA/D変換後のスペクトラムについて図4を用いて説明する。図4は、従来の送信機におけるA/D変換後のスペクトラムを示す模式説明図である。 [Spectrum after A / D Conversion in Conventional Transmitter: FIG. 4] Next, the spectrum after A / D conversion of the feedback system in the conventional transmitter will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a schematic explanatory diagram showing a spectrum after A / D conversion in a conventional transmitter.
図4に示すように、従来の送信機におけるA/D変換器25,26の出力段におけるスペクトラムは、アナログ直交復調で送信側と同じ局部発振器17からの周波数を用いているため、中心周波数は「0」となり、送信側のI信号とQ信号のアンバランスや直交度誤差によるイメージ(TX Image)と帰還側のI信号とQ信号のアンバランスや直交度誤差によるイメージ(RX Image)とが重畳され、更に、送信側の直流オフセット(TX DC Offset)とフィードバック系における直流オフセット(RX DC Offset)が重畳されたものとなっている。
つまり、従来の送信機では、A/D変換器25,26の出力段におけるスペクトラムにフィードバック側で発生するI信号とQ信号のアンバランス、直交度誤差、直流オフセットが含まれている。As shown in FIG. 4, the spectrum at the output stage of the A /
That is, in the conventional transmitter, the spectrum at the output stage of the A /
アナログ直交変調器におけるI信号とQ信号のアンバランス、直交度誤差、直流オフセットを補正するためには、送信イメージ及び送信側の直流オフセットのみを正確に検出しなければならない。
そのため、フィードバックされたイメージやフィードバック側の直流オフセットが重畳されていると、制御部において送信イメージや送信側の直流オフセットを正確に把握できず、アナログ直交変調器におけるI信号とQ信号のアンバランス、直交度誤差、直流オフセットの補償を精度よく行うことができないため、S/N(Signal/Noise)比の劣化を招く。In order to correct the imbalance, orthogonality error, and DC offset of the I and Q signals in the analog quadrature modulator, only the transmission image and the DC offset on the transmission side must be detected accurately.
For this reason, if the feedback image and the feedback-side DC offset are superimposed, the control unit cannot accurately grasp the transmission image and the transmission-side DC offset, and the analog quadrature modulator imbalances the I and Q signals. Since the orthogonality error and the DC offset cannot be compensated accurately, the S / N (Signal / Noise) ratio is deteriorated.
[関連技術] 尚、アナログ直交変調器の誤差を補正する送信機に関する技術としては、無線通信システムに関する技術としては、特開2002−77285号公報「無線機」(株式会社日立国際電気株式会社、特許文献1)がある。
特許文献1には、電力増幅器の非線形逆特性の計算を信号レベル代表点についてのみ行って、補償回路の高速動作化や回路規模の削減を図り、また、ディジタル局部復調器を備えることにより、アナログ直交変調器による直交変調誤差を正確に検出して補償することが記載されている。[Related Technology] As a technology related to a transmitter for correcting an error of an analog quadrature modulator, as a technology related to a wireless communication system, JP 2002-77285 A “Radio” (Hitachi Kokusai Electric Co., Ltd., There exists patent document 1).
In Patent Document 1, the nonlinear inverse characteristic of the power amplifier is calculated only for the signal level representative point to increase the operation speed of the compensation circuit and reduce the circuit scale, and by providing a digital local demodulator, It is described that the quadrature modulation error due to the quadrature modulator is accurately detected and compensated.
このように、従来の送信機では、フィードバック信号のA/D変換後のスペクトラムにおいて、送信イメージ及び送信側の直流オフセットと、フィードバック側のイメージ及びフィードバック側の直流オフセットが重畳されており、アナログ直交変調器で発生する誤差を正確に検出することができず、I信号とQ信号のアンバランスや直交度誤差、直流オフセットの補正が困難であるという問題点があった。 As described above, in the conventional transmitter, in the spectrum after A / D conversion of the feedback signal, the transmission image and the DC offset on the transmission side, the image on the feedback side and the DC offset on the feedback side are superimposed, and the analog orthogonal There is a problem that an error generated in the modulator cannot be accurately detected, and it is difficult to correct an imbalance between I signal and Q signal, an orthogonality error, and a DC offset.
本発明は、上記実状に鑑みて為されたもので、電力増幅器における非線形歪補償に加えて、アナログ直交変調器で発生する誤差を正確に検出して、I信号とQ信号のアンバランス、直交度誤差、直流オフセットを精度よく補正することができる送信機を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and in addition to nonlinear distortion compensation in a power amplifier, an error generated in an analog quadrature modulator is accurately detected, and an unbalanced, quadrature between an I signal and a Q signal is detected. It is an object of the present invention to provide a transmitter capable of accurately correcting a degree error and a DC offset.
上記従来例の問題点を解決するための本発明は、ダイレクトコンバージョン方式の送信機であって、送信側のアナログI信号とアナログQ信号を直交変調するアナログ直交変調器と、直交変調された信号を増幅する電力増幅器と、電力増幅器からの出力信号の一部を、入力された周波数信号を用いて周波数変換するアナログ直交復調器と、第1の周波数信号を出力する第1の局部発振器と、第1の周波数信号とは周波数が異なる第2の周波数信号を出力する第2の局部発振器と、電力増幅器における非線形歪を補償する制御部とを備え、アナログ直交変調器が、第1の周波数信号を用いて直交変調し、アナログ直交復調器が、電力増幅器から帰還され、分岐された一方の信号を第2の周波数信号を用いて周波数変換し、制御部が、第2の周波数信号で周波数変換された一方の信号に基づくディジタ信号をディジタル直交復調して得られた信号を用いて、アナログ直交変調器におけるI信号とQ信号のアンバランス、直交度誤差、直流オフセットを補償することを特徴としている。 The present invention for solving the problems of the above-described conventional example is a direct conversion type transmitter, an analog quadrature modulator that quadrature modulates an analog I signal and an analog Q signal on the transmission side, and a quadrature modulated signal A power amplifier that amplifies the signal, an analog quadrature demodulator that converts a part of the output signal from the power amplifier using the input frequency signal, a first local oscillator that outputs a first frequency signal, A second local oscillator that outputs a second frequency signal having a frequency different from that of the first frequency signal; and a control unit that compensates for non-linear distortion in the power amplifier, wherein the analog quadrature modulator includes the first frequency signal. The analog quadrature demodulator is fed back from the power amplifier, and one of the branched signals is frequency converted using the second frequency signal. Using the signal obtained by digital quadrature demodulation of the digital signal based on one of the signals frequency-converted with the signal, the analog quadrature modulator compensates for imbalance, orthogonality error, and DC offset between the I and Q signals. It is characterized by that.
また、本発明は、上記送信機において、アナログ直交復調器において、電力増幅器から帰還され、分岐された一方の信号を周波数変換する周波数信号を、第1の周波数信号又は第2の周波数信号のいずれかに切り替える第1のスイッチを備え、アナログ直交復調器が、分岐された一方の信号を第1の周波数信号又は第2の周波数信号を用いて周波数変換すると共に、分岐された他方の信号を第1の周波数信号を用いて周波数変換し、制御部が、第1のスイッチを定期的に切り替え、第1のスイッチが第1の周波数信号側に切り替えられている状態において、第1の周波数信号で周波数変換されたアナログI信号及びアナログQ信号をA/D変換して得られる信号を用いて、電力増幅器における非線形歪の補償を行い、第1のスイッチが第2の周波数信号側に切り替えられている状態において、第2の周波数信号で周波数変換された一方の信号に基づくディジタル信号をディジタル直交復調して得られた信号を用いて、アナログ直交変調器におけるI信号とQ信号のアンバランス、直交度誤差、直流オフセットを補償することを特徴としている。 In the transmitter, the analog quadrature demodulator uses either the first frequency signal or the second frequency signal as a frequency signal for frequency conversion of one of the branched signals fed back from the power amplifier. The analog quadrature demodulator frequency-converts one of the branched signals using the first frequency signal or the second frequency signal, and converts the other branched signal into the first switch. The frequency is converted using the first frequency signal, and the control unit periodically switches the first switch, and in the state where the first switch is switched to the first frequency signal side, the first frequency signal Non-linear distortion compensation in the power amplifier is performed using a signal obtained by A / D conversion of the frequency-converted analog I signal and analog Q signal, and the first switch is connected to the second switch. In the state of being switched to the wave number signal side, using the signal obtained by digital quadrature demodulation of the digital signal based on one signal frequency-converted with the second frequency signal, It is characterized by compensating for Q signal unbalance, orthogonality error, and DC offset.
また、本発明は、上記送信機において、アナログ直交復調器の出力段に、第1の周波数又は第2の周波数を用いて周波数変換されたアナログI信号又はアナログQ信号の一方の信号に対応して、ローパスフィルタを設け、第1の周波数で周波数変換された信号と第2の周波数で周波数変換された信号を当該ローパスフィルタで帯域制限することを特徴としている。 In the transmitter, the output stage of the analog quadrature demodulator corresponds to one of the analog I signal and the analog Q signal that is frequency-converted using the first frequency or the second frequency. Thus, a low-pass filter is provided, and the band of the signal frequency-converted at the first frequency and the signal frequency-converted at the second frequency are limited by the low-pass filter.
また、本発明は、上記送信機において、アナログ直交復調器の出力段に、第1の周波数又は第2の周波数を用いて周波数変換されたアナログI信号又はアナログQ信号の一方の信号に対応して、特性が異なる複数のフィルタが並列に接続され、並列接続のフィルタの入力段に設けられ、一方の信号を複数のフィルタのいずれかに切り替えて入力する第2のスイッチと、並列接続のフィルタの出力段に設けられ、複数のフィルタのいずれかに切り替えて出力する第3のスイッチとを備え、制御部が、第1のスイッチに連動して第2のスイッチ及び第3のスイッチを切り替えることを特徴としている。 In the transmitter, the output stage of the analog quadrature demodulator corresponds to one of the analog I signal and the analog Q signal that is frequency-converted using the first frequency or the second frequency. A plurality of filters having different characteristics connected in parallel, provided in the input stage of the parallel-connected filter, and switching one of the signals to any of the plurality of filters for input, and a parallel-connected filter And a third switch that switches to and outputs one of the plurality of filters, and the control unit switches the second switch and the third switch in conjunction with the first switch. It is characterized by.
また、本発明は、上記送信機において、複数のフィルタの一つがローパスフィルタであることを特徴としている。 In the transmitter, one of the plurality of filters is a low-pass filter.
本発明によれば、ダイレクトコンバージョン方式の送信機であって、送信側のアナログI信号とアナログQ信号を直交変調するアナログ直交変調器と、直交変調された信号を増幅する電力増幅器と、電力増幅器からの出力信号の一部を、入力された周波数信号を用いて周波数変換するアナログ直交復調器と、第1の周波数信号を出力する第1の局部発振器と、第1の周波数信号とは周波数が異なる第2の周波数信号を出力する第2の局部発振器と、電力増幅器における非線形歪を補償する制御部とを備え、アナログ直交変調器が、第1の周波数信号を用いて直交変調し、アナログ直交復調器が、電力増幅器から帰還され、分岐された一方の信号を第2の周波数信号を用いて周波数変換し、制御部が、第2の周波数信号で周波数変換された一方の信号に基づくディジタ信号をディジタル直交復調して得られた信号を用いて、アナログ直交変調器におけるI信号とQ信号のアンバランス、直交度誤差、直流オフセットを補償する送信機としているので、フィードバック系で発生するイメージ及びフィードバック側の直流オフセットを含まない信号に基づいて、制御部が、アナログ直交変調器におけるI,Qアンバランス、直交度誤差、直流オフセットを正確に検出して補償することができ、精度の高い補償を行うことができる効果がある。 According to the present invention, there is provided a direct conversion type transmitter, an analog quadrature modulator that quadrature modulates an analog I signal and an analog Q signal on the transmission side, a power amplifier that amplifies the quadrature modulated signal, and a power amplifier The analog quadrature demodulator that converts a part of the output signal from the first frequency signal using the input frequency signal, the first local oscillator that outputs the first frequency signal, and the first frequency signal have a frequency A second local oscillator that outputs a different second frequency signal; and a control unit that compensates for non-linear distortion in the power amplifier. The analog quadrature modulator performs quadrature modulation using the first frequency signal, and analog quadrature The demodulator is fed back from the power amplifier, and one of the branched signals is frequency-converted by using the second frequency signal, and the control unit is frequency-converted by the second frequency signal. Since the signal obtained by digital quadrature demodulation of the digital signal based on the signal is used as a transmitter that compensates for imbalance, orthogonality error, and DC offset between the I signal and Q signal in the analog quadrature modulator, the feedback system The control unit can accurately detect and compensate for the I, Q imbalance, orthogonality error, and DC offset in the analog quadrature modulator based on the image generated in step 1 and the signal that does not include the DC offset on the feedback side. There is an effect that compensation with high accuracy can be performed.
また、本発明によれば、アナログ直交復調器において、電力増幅器から帰還され、分岐された一方の信号を周波数変換する周波数信号を、第1の周波数信号又は第2の周波数信号のいずれかに切り替える第1のスイッチを備え、アナログ直交復調器が、分岐された一方の信号を第1の周波数信号又は第2の周波数信号を用いて周波数変換すると共に、分岐された他方の信号を第1の周波数信号を用いて周波数変換し、制御部が、第1のスイッチを定期的に切り替え、第1のスイッチが第1の周波数信号側に切り替えられている状態において、第1の周波数信号で周波数変換されたアナログI信号及びアナログQ信号をA/D変換して得られる信号を用いて、電力増幅器における非線形歪の補償を行い、第1のスイッチが第2の周波数信号側に切り替えられている状態において、第2の周波数信号で周波数変換された一方の信号に基づくディジタル信号をディジタル直交復調して得られた信号を用いて、アナログ直交変調器におけるI信号とQ信号のアンバランス、直交度誤差、直流オフセットを補償する上記送信機としているので、電力増幅器の非線形歪は広帯域の信号にもとづいて補償し、アナログ直交変調器のI信号とQ信号のアンバランス、直交度誤差、直流オフセットは帰還側の誤差を含まない信号に基づいて補償することができ、いずれも精度よく補償することができる効果がある。 Further, according to the present invention, in the analog quadrature demodulator, the frequency signal for frequency-converting one of the branched signals fed back from the power amplifier is switched to either the first frequency signal or the second frequency signal. An analog quadrature demodulator includes a first switch, frequency-converts one of the branched signals using the first frequency signal or the second frequency signal, and converts the other branched signal to the first frequency. Frequency conversion is performed using the signal, and the control unit periodically switches the first switch, and the frequency is converted with the first frequency signal in a state where the first switch is switched to the first frequency signal side. Using the signal obtained by A / D conversion of the analog I signal and the analog Q signal, the nonlinear distortion in the power amplifier is compensated, and the first switch is moved to the second frequency signal side. In the switched state, using the signal obtained by digital quadrature demodulation of the digital signal based on one of the signals frequency-converted with the second frequency signal, the I and Q signals in the analog quadrature modulator are Since the transmitter compensates for unbalance, orthogonality error, and DC offset, the nonlinear distortion of the power amplifier is compensated based on a wideband signal, and the I and Q signals of the analog quadrature modulator are unbalanced and orthogonality. The error and DC offset can be compensated based on a signal that does not include an error on the feedback side, and both can be compensated with high accuracy.
また、本発明によれば、アナログ直交復調器の出力段に、第1の周波数又は第2の周波数を用いて周波数変換されたアナログI信号又はアナログQ信号の一方の信号に対応して、ローパスフィルタを設け、第1の周波数で周波数変換された信号と第2の周波数で周波数変換された信号を当該ローパスフィルタで帯域制限する送信機としているので、構成及び処理を簡易にすることができる効果がある。 According to the present invention, the output stage of the analog quadrature demodulator has a low pass corresponding to one of the analog I signal and the analog Q signal that is frequency-converted using the first frequency or the second frequency. Since the transmitter is provided with a filter to band limit the signal frequency-converted at the first frequency and the signal frequency-converted at the second frequency with the low-pass filter, the configuration and processing can be simplified. There is.
また、本発明によれば、アナログ直交復調器の出力段に、第1の周波数又は第2の周波数を用いて周波数変換されたアナログI信号又はアナログQ信号の一方の信号に対応して、特性が異なる複数のフィルタが並列に接続され、並列接続のフィルタの入力段に設けられ、一方の信号を複数のフィルタのいずれかに切り替えて入力する第2のスイッチと、並列接続のフィルタの出力段に設けられ、複数のフィルタのいずれかに切り替えて出力する第3のスイッチとを備え、制御部が、第1のスイッチに連動して第2のスイッチ及び第3のスイッチを切り替える上記送信機としているので、第1の周波数又は第2の周波数を用いて周波数変換された信号を、それぞれ所望の特性で帯域制限することができ、電力増幅器の非線形歪及びアナログ直交変調器におけるI信号とQ信号のアンバランス、直交度誤差、直流オフセットをそれぞれ高精度で補償することができる効果がある。 According to the present invention, the output stage of the analog quadrature demodulator has a characteristic corresponding to one of the analog I signal and the analog Q signal that has been frequency-converted using the first frequency or the second frequency. Are connected in parallel, provided in the input stage of the parallel-connected filter, and a second switch for switching and inputting one of the signals to the plurality of filters, and an output stage of the parallel-connected filter And a third switch that switches to and outputs one of the plurality of filters, and the control unit switches the second switch and the third switch in conjunction with the first switch. Therefore, the frequency-converted signal using the first frequency or the second frequency can be band-limited with desired characteristics, respectively, and nonlinear distortion of the power amplifier and analog orthogonality can be obtained. Imbalance of the I signal and Q signal in the modulator, orthogonality error, there is an effect that it is possible to compensate the DC offset in each high accuracy.
本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。[実施の形態の概要] 本発明の実施の形態に係る送信機は、入力信号を直交変調するアナログ直交変調器と、直交変調された信号を増幅する増幅器と、増幅器からの出力の一部を直交復調するアナログ直交復調器と、第1の周波数信号をアナログ直交変調器に出力する第1の局部発振器と、第1の周波数信号とは異なる第2の周波数信号を出力する第2の局部発振器と、アナログ直交復調器からの出力をA/D変換するA/D変換部と、アナログ直交変調器における変調誤差を補正する制御部とを備え、アナログ直交復調器が、増幅器からフィードバックされ、2つに分岐された信号について、一方の信号を第2の周波数信号を用いて周波数変換し、制御部が、第2の周波数信号で周波数変換されたI信号又はQ信号のいずれかをA/D変換後にディジタル直交復調したI″信号及びQ″信号を用いて、アナログ直交変調器におけるI信号とQ信号のアンバランス、直交度誤差、直流オフセットを補正するものであり、第2の周波数信号を用いて周波数変換された信号に基づくI″信号及びQ″信号には、フィードバック側におけるイメージ及び直流オフセットが含まれないため、制御部は送信イメージ及び送信側直流オフセットを正確に把握することができ、アナログ直交変調器におけるI信号とQ信号のアンバランス、直交度誤差、直流オフセットを精度よく補正することができるものである。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. [Outline of Embodiment] A transmitter according to an embodiment of the present invention includes an analog quadrature modulator that quadrature-modulates an input signal, an amplifier that amplifies the quadrature-modulated signal, and a part of the output from the amplifier. An analog quadrature demodulator that performs quadrature demodulation, a first local oscillator that outputs a first frequency signal to the analog quadrature modulator, and a second local oscillator that outputs a second frequency signal different from the first frequency signal And an A / D converter that performs A / D conversion on the output from the analog quadrature demodulator, and a control unit that corrects a modulation error in the analog quadrature modulator, and the analog quadrature demodulator is fed back from the amplifier. One of the signals branched into two is frequency-converted using the second frequency signal, and the control unit converts either the I signal or the Q signal frequency-converted by the second frequency signal to A / D Strange The I ″ signal and Q ″ signal which are digitally quadrature demodulated later are used to correct the imbalance, orthogonality error, and DC offset of the I signal and Q signal in the analog quadrature modulator, and the second frequency signal is used. Since the I ″ signal and Q ″ signal based on the frequency-converted signal do not include the image and DC offset on the feedback side, the control unit can accurately grasp the transmission image and the transmission side DC offset, The analog quadrature modulator can correct the imbalance, quadrature error, and DC offset of the I and Q signals with high accuracy.
また、本発明の実施に形態に係る送信機は、更に、アナログ直交復調器において、2つに分岐されたフィードバック信号のいずれか一方を周波数変換する周波数信号を、第1の周波数信号又は第2の周波数信号に切り替える第1のスイッチを備え、制御部が、定期的に第1のスイッチを切り替え、第1の周波数信号側に切り替えた場合には、アナログ直交復調器で得られるI信号,Q信号をA/D変換したI′信号,Q′信号を用いて増幅器における非線形歪特性を検出して歪補償係数を算出し、第2の局部発振器側に切り替えた場合には、第2の周波数信号で周波数変換されたI信号又はQ信号をA/D変換し、ディジタル直交復調したI″信号及びQ″信号を用いてアナログ直交変調器におけるI信号とQ信号のアンバランス、直交度誤差、直流オフセットを補正する係数を算出するものであり、第1の周波数信号側に切り替えた場合には広帯域のI′信号とQ′信号が得られ、広帯域での歪特性を補償できると共に、第2の周波数信号側に切り替えた場合にはフィードバック系におけるI信号とQ信号のアンバランス、直交度誤差、直流オフセットを含まないI″信号及びQ″信号が得られ、アナログ直交変調器における変調誤差を高精度で補償できるものである。 In the transmitter according to the embodiment of the present invention, the analog quadrature demodulator further converts the frequency signal obtained by frequency-converting one of the feedback signals branched into two into the first frequency signal or the second frequency signal. When the control unit periodically switches the first switch and switches to the first frequency signal side, the I signal and Q obtained by the analog quadrature demodulator are provided. When the non-linear distortion characteristic in the amplifier is detected using the I ′ signal and Q ′ signal obtained by A / D conversion of the signal to calculate the distortion compensation coefficient, and the second local oscillator side is switched to, the second frequency The I or Q signal frequency-converted with the signal is A / D converted and the digital quadrature demodulated I "and Q" signals are used to imbalance the I signal and Q signal in the analog quadrature modulator, and the orthogonality error. A coefficient for correcting the DC offset is calculated, and when switched to the first frequency signal side, broadband I ′ and Q ′ signals are obtained, and distortion characteristics in the broadband can be compensated. When switching to the frequency signal side of 2, the I and Q signals in the feedback system are unbalanced, orthogonality error, I ″ signal and Q ″ signal not including DC offset are obtained, and the modulation error in the analog quadrature modulator is obtained. Can be compensated with high accuracy.
[実施の形態の構成:図1] 本発明の実施の形態に係る送信機の構成について図1を用いて説明する。図1は、本発明の実施の形態に係る送信機の変復調部を含む部分構成ブロック図である。
図1に示すように、本発明の実施の形態に係る送信機(本送信機)は、図3に示した従来の送信機と同様の部分として、D/A変換器11,12と、ローパスフィルタ13,14と、ミキサ15,16と、局部発振器(第1の局部発振器)17と、移相器18と、合成器19と、電力増幅器20と、ミキサ21,22と、ローパスフィルタ23,24と、A/D変換器25,26とを備え、更に、本送信機の特徴部分として、第2の局部発振器31と、第1のスイッチ32と、第2のスイッチ33と、バンドパスフィルタ34と、第3のスイッチ35と、制御部36とを備えている。[Configuration of Embodiment: FIG. 1] A configuration of a transmitter according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a partial configuration block diagram including a modem of a transmitter according to an embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, the transmitter according to the embodiment of the present invention (the present transmitter) includes D /
ミキサ15,16と合成器19はアナログ直交変調器を構成し、ミキサ21,22は、アナログ直交復調器を構成している。
従来の送信機と同様の部分については、同一の符号を付しており、説明を省略する。The
Parts similar to those of the conventional transmitter are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
本送信機の特徴部分について説明する。
第2の局部発振器31は、第1の局部発振器17が出力する第1の周波数信号とは異なる第2の周波数を発振し、第2の周波数信号を出力する。
第2の周波数は、第1の周波数とは異なる周波数が設定されており、ミキサ21からのアナログ信号がA/D変換器25でIFサンプリング可能となる周波数に設定されている。周波数の設定例については後述する。The characteristic part of this transmitter is demonstrated.
The second
The second frequency is set to a frequency different from the first frequency, and is set to a frequency at which the analog signal from the
第1のスイッチ32は、ミキサ21に入力される周波数信号を切り替えるものであり、第1の局部発振器17からの第1の周波数信号又は第2の局部発振器31からの第2の周波数信号のいずれかをミキサ21に入力する。第1のスイッチ32は、制御部36からの制御信号に従って第1の周波数、第2の周波数を切り替える。
第1のスイッチ32の動作により、ミキサ21は、第1の周波数信号又は第2の周波数信号を用いて2つに分岐されたフィードバック信号の一方を周波数変換して、第1の周波数信号を用いた場合は従来と同様のI′信号を生成し、第2の周波数信号を用いた場合は別の周波数のアナログ信号を生成する。The
By the operation of the
バンドパスフィルタ34は、ミキサ21からの信号を帯域制限する。
第2のスイッチ33は、ミキサ21からの信号をバンドパスフィルタ34又はローパスフィルタ23に切り替える。
第3のスイッチ35は、バンドパスフィルタ34又はローパスフィルタ23の出力をA/D変換器25に入力する。The
The
The
制御部36は、従来と同様に、電力増幅器20の歪特性を補償する歪補償係数を算出して、送信側I信号,Q信号に対して歪補償を行い、本送信機の特徴として、従来とは異なるフィードバック信号を用いて、アナログ直交変調部における直交変調誤差であるI信号とQ信号のアンバランス、直交度誤差、直流オフセットを補正する係数を算出して、送信側I信号,Q信号に対してアナログ直交誤差の補償を行う。
The
具体的には、歪補償を行う場合には、従来と同様のダイレクトコンバージョンで得られるI′信号,Q′信号を用い、アナログ直交変調誤差を補正する場合には、本送信機の特徴であるI″信号及びQ″信号を用いる。
I″信号及びQ″信号は、アナログ直交復調器において第2の周波数信号で周波数変換されたアナログ信号をA/D変換したディジタル信号を、制御部36でディジタル直交復調したI信号,Q信号である。これについては後述する。Specifically, when distortion compensation is performed, the I ′ signal and Q ′ signal obtained by direct conversion similar to the conventional one are used, and when the analog quadrature modulation error is corrected, this transmitter is characteristic. I "and Q" signals are used.
The I ″ signal and the Q ″ signal are an I signal and a Q signal obtained by digitally demodulating a digital signal obtained by A / D converting the analog signal frequency-converted with the second frequency signal in the analog quadrature demodulator. is there. This will be described later.
また、本送信機の特徴として、制御部36は、歪補償の動作とアナログ直交変調誤差の補償を同時には行わず、任意のタイミングで別々に行うものであり、それに伴って、第1のスイッチ32、第2のスイッチ33、第3のスイッチ35を切り替える制御を行う。これらのスイッチの切り替えは、歪補償の動作とアナログ直交変調誤差の補償動作との切り替えと連動して行われる。
制御部36の動作については後述する。Further, as a feature of this transmitter, the
The operation of the
尚、図1の構成では、第2の局部発振器31からの第2の周波数信号をミキサ21に入力してI信号側で周波数の異なるアナログ信号を生成するようにしているが、別の構成として、ミキサ21には第1の局部発振器17からの第1の周波数信号を入力して従来と同様にI信号を生成し、ミキサ22に第1の周波数又は第2の周波数信号のいずれかを入力してQ信号側で周波数を変化させたアナログ信号を生成するようにしてもよい。
その場合、第2のスイッチ33、バンドパスフィルタ34、第3のスイッチ35はミキサ22側に設ける。
つまり、I信号側とQ信号側の構成を入れ替えて、Q信号側で第2の周波数信号による周波数変換を行って、このアナログ信号をディジタル直交復調することによりI″信号とQ″信号を生成する構成としてもよい。In the configuration of FIG. 1, the second frequency signal from the second
In that case, the
In other words, the I signal side and the Q signal side are switched, the frequency conversion by the second frequency signal is performed on the Q signal side, and the analog signal is digitally quadrature demodulated to generate the I "signal and the Q" signal. It is good also as composition to do.
[本送信機の動作:図1] 次に、本送信機の動作について図1を用いて説明する。尚、ここでは、第2の局部発振器31、バンドパスフィルタ34、第1〜第3のスイッチ32,33,35が、フィードバック系のI信号側に設けられている場合を例として説明する。
[Operation of the Transmitter: FIG. 1] Next, the operation of the transmitter will be described with reference to FIG. Here, a case where the second
送信側の動作は従来と同様であり、図1において、ベースバンドの送信I信号とQ信号は、それぞれD/A変換器11,12でディジタル信号からアナログ信号に変換され、ローパスフィルタ13,14で帯域制限される。
帯域制限されたI信号は、ミキサ15で局部発振器17からの信号を用いて周波数変換され、Q信号は、ミキサ16で移相器18からの90°位相回転させた信号を用いて周波数変換され、I信号とQ信号は合成器19で合成され、このアナログ直交変調された信号が電力増幅器20で増幅されてアンテナ等に出力される。The operation on the transmission side is the same as the conventional one. In FIG. 1, the baseband transmission I signal and Q signal are converted from digital signals to analog signals by the D /
The band-limited I signal is frequency-converted by the
電力増幅器20の出力の一部はフィードバックされ、2つに分岐されて、ミキサ21,22に入力される。
ミキサ21に入力された信号は、第1のスイッチ32で選択された第1の周波数信号又は第2の周波数信号で周波数変換される。
これにより、第1の周波数信号で周波数変換された場合には、従来と同様のI信号が得られ、第2の周波数信号で周波数変換された場合には、第1と第2の周波数の差となる周波数成分を含むアナログ信号が得られることになる。
第1のスイッチ32は制御部36によって制御され、その切り替え制御については後述する。A part of the output of the
The signal input to the
As a result, when the frequency conversion is performed with the first frequency signal, an I signal similar to the conventional one is obtained, and when the frequency conversion is performed with the second frequency signal, the difference between the first and second frequencies is obtained. Thus, an analog signal including the frequency component is obtained.
The
ミキサ21で第1の周波数が用いられた場合、第2のスイッチ33はローパスフィルタ23側に切り替えられ、従来と同様に、I信号は、ローパスフィルタ23に入力されて帯域制限され、第3のスイッチ35を介してA/D変換器25に入力される。
また、ミキサ21で第2の周波数が用いられた場合、第2のスイッチ33は、バンドパスフィルタ34側に切り替えられ、周波数変換されたアナログ信号は、バンドパスフィルタ34で所望の帯域以外をカットするよう帯域制限され、第3のスイッチ35を介してA/D変換器25に入力される。When the first frequency is used in the
When the
そして、ローパスフィルタ23からの信号は、従来と同様にA/D変換器25でA/D変換されて、I′信号となり、制御部36に入力される。
また、バンドパスフィルタ34からの信号は、A/D変換器25でA/D変換されて、制御部36に入力され、制御部36においてディジタル直交復調されてI″信号,Q″信号となる。
つまり、図1の構成においては、I″信号,Q″信号は、アナログ直交変調器におけるI信号側の成分のみに基づいて生成される。Then, the signal from the low-
The signal from the
That is, in the configuration of FIG. 1, the I ″ signal and the Q ″ signal are generated based only on the component on the I signal side in the analog quadrature modulator.
ここで、ミキサ21で第2の周波数を用いて周波数変換した場合、フィードバック側のアナログ直交復調器を構成するミキサで発生するイメージ及びA/D変換器で発生する直流オフセットは送信側のイメージや直流オフセットと周波数が異なるため、A/D変換器25からのディジタル信号は、フィードバック側のイメージ及びフィードバック側の直流オフセットを含まないものとなる。
Here, when the
一方、電力増幅器20からの出力信号の一部は帰還信号としてフィードバックされ、分岐されてミキサ22に入力された信号は、移相器18から出力される90°位相回転された第1の周波数信号で周波数変換されて、従来と同様のQ信号が得られ、ローパスフィルタ24で帯域制限されて、A/D変換器26を経て従来と同様のQ′信号となり、制御部36に入力される。
On the other hand, a part of the output signal from the
つまり、第1のスイッチ32で第1の周波数信号が選択された場合は、従来と同様の動作となり、アナログ直交復調器でI信号,Q信号を生成してからそれぞれをA/D変換するため、A/D変換器のサンプリング周波数と等しい帯域が有効になり、歪補償など広帯域の信号を取り扱う場合に効果的となる。
第1の周波数が選択された場合には、制御部36は、送信側I信号,Q信号と、フィードバックされたI′信号,Q′信号とを比較して電力増幅器20における非線形歪の補償を行う。In other words, when the first frequency signal is selected by the
When the first frequency is selected, the
一方、第1のスイッチ32で第2の周波数信号が選択された場合には、A/D変換器25の出力として、フィードバック部におけるI信号とQ信号のアンバランス、直交度誤差、直流オフセットを含まないディジタル信号が得られ、制御部36は、これをディジタル直交復調したI″信号,Q″信号と送信側におけるディジタル直交変調前のI信号,Q信号とを比較して、アナログ直交変調器におけるI信号とQ信号のアンバランス、直交度誤差、直流オフセットの補正を行う。
この場合、A/D変換器26からの出力信号(Q′信号)は、制御部36では利用されない。
尚、Q信号側で第2の周波数信号による周波数変換を行う構成とした場合には、A/D変換器25からの出力信号(I′信号)は、制御部36では利用されない。On the other hand, when the second frequency signal is selected by the
In this case, the output signal (Q ′ signal) from the A /
Note that when the Q signal side is configured to perform frequency conversion using the second frequency signal, the output signal (I ′ signal) from the A /
[制御部36における動作] 制御部36の動作について具体的に説明する。
制御部36は、任意のタイミングで、第1のスイッチ32を第1の局部発振器17側に切り替え、それと共に第2,第3のスイッチ33,35をローパスフィルタ23側に切り替える。この状態では、ミキサ21において従来と同様に第1の周波数で周波数変換されたI信号が得られる。[Operation in Control Unit 36] The operation of the
The
そして、制御部36は、第1の周波数が選択されている状態で得られるI′信号(A/D変換器25の出力)及びQ′信号(A/D変換器26の出力)を送信側のI信号及びQ信号と比較して、電力増幅器20における歪を補償する歪補償係数を算出して、送信側I信号及びQ信号に乗算する。
第1の周波数を用いた場合のI′信号とQ′信号は、広帯域の信号となるため、広帯域において高精度に歪補償を行うことができるものである。Then, the
Since the I ′ signal and the Q ′ signal when using the first frequency are wideband signals, distortion compensation can be performed with high accuracy in the wideband.
また、制御部36は、第1のスイッチ32を第1の局部発振器17側に切り替えてから特定時間経過後に、第1のスイッチ32を第2の局部発振器31側に切り替え、それと共に第2,第3のスイッチ33,35をバンドパスフィルタ34側に切り替える。
In addition, the
そして、制御部36は、第2の周波数が選択されている状態では、A/D変換器25からの出力をディジタル直交復調したI″信号及びQ″信号(制御部36内で生成)を、送信側のI,Q信号と比較して、アナログ直交変調器のI信号とQ信号のアンバランス、直交度誤差、直流オフセットを検出して補正係数を算出し、送信I信号,Q信号に補正係数を乗算する。A/D変換器26からの出力は利用しない。
また、I信号側とQ信号側の構成を入れ替えて、Q信号側で第2の周波数信号による周波数変換を行う構成とした場合には、A/D変換器26からの出力をディジタル直交復調したI″信号,Q″信号(制御部36内で生成)を、送信側のI信号,Q信号と比較して、アナログ直交変調器のI信号とQ信号のアンバランス、直交度誤差、直流オフセットを検出して補正係数を算出し、送信I信号,Q信号に補正係数を乗算する。他方のA/D変換器からの出力は利用しない。Then, in a state where the second frequency is selected, the
In addition, when the I signal side and the Q signal side are interchanged to perform frequency conversion using the second frequency signal on the Q signal side, the output from the A /
上述したように、第2の周波数を用いて周波数変換された信号に基づいて生成されたI″信号及びQ″信号には、フィードバック側のイメージ及びフィードバック側の直流オフセットは含まれないため、アナログ直交変調器のI信号とQ信号のアンバランス、直交度誤差、直流オフセットを正確に検出することができ、それによって高精度の補償を行うことができるものである。 As described above, the I ″ signal and the Q ″ signal generated based on the signal frequency-converted using the second frequency do not include the feedback side image and the feedback side DC offset. It is possible to accurately detect the imbalance, orthogonality error, and DC offset of the I signal and Q signal of the quadrature modulator, thereby performing highly accurate compensation.
尚、第1〜第3のスイッチ32,33,35を切り替えるタイミングは任意で、I信号とQ信号のアンバランス、直交度誤差、直流オフセットの補償の処理を行うタイミングで第1〜第3のスイッチ32,33,35を第2の周波数側に切り替え、他の期間は、第1の周波数側に切り替えておく。
Note that the timing for switching the first to
但し、第1の周波数側に切り替えられている期間中、常時歪補償の処理を行わなくてもよく、必要な期間だけ行えばよい。
また、歪補償の処理を行わない期間(第1のスイッチ32が第2の局部発振器31側に切り替えられている期間、及び第1の局部発振器17側に切り替えられているが歪補償の処理をしなくてよい期間)ではQ′信号を生成する系統の動作を停止させ、制御部36は、A/D変換器26からQ′信号が入力された場合のみ歪補償の処理を行うようにしてもよい。
また、I信号側とQ信号側の構成を入れ替えて、Q信号側で第2の局部発振器からの周波数信号による周波数変換を行う構成とした場合には、上記同様に、歪補償の処理を行わない期間ではI′信号を生成する系統の動作を停止させ、制御部36は、A/D変換器25からI′信号が入力された場合のみ歪補償の処理を行うようにしてもよい。
不要な動作を停止させることにより、消費電力の低減を図ることができるものである。However, during the period of switching to the first frequency side, the distortion compensation process does not always have to be performed, and only a necessary period may be performed.
Further, a period during which no distortion compensation processing is performed (a period in which the
Also, when the I signal side and the Q signal side are switched and the frequency conversion is performed on the Q signal side by the frequency signal from the second local oscillator, the distortion compensation processing is performed in the same manner as described above. It is also possible to stop the operation of the system that generates the I ′ signal during the period, and the
By stopping unnecessary operations, power consumption can be reduced.
[周波数設定例] 次に、本送信機における第1、第2の局部発振器の周波数設定例について説明する。
例えば、第1の局部発振器17からの周波数を2.14GHzとし、第2の局部発振器31からの周波数を2.00GHzとした場合、ミキサ21からの出力は、140MHzとなり、これをバンドパスフィルタ34で取り出した後、例えば、サンプリング周波数112MHzでサンプリングする。
サンプリング周波数をFsとすると、A/D変換後の中心周波数はFs/4となるので、28MHzを中心とする信号が得られるものである。[Frequency setting example] Next, frequency setting examples of the first and second local oscillators in the transmitter will be described.
For example, when the frequency from the first
If the sampling frequency is Fs, the center frequency after A / D conversion is Fs / 4, so that a signal centered on 28 MHz can be obtained.
第2の局部発振器31の周波数を第1の局部発振器17の周波数に近づけると、ミキサ21からの出力は、より低周波となる。
例えば、第2の局部発振器31からの出力を2.012GHzとすると、ミキサ21からの出力は28MHzとなり、この場合には、第2の周波数で周波数変換した場合でもローパスフィルタ23で十分帯域制限可能となる。
そのため、バンドパスフィルタ34と、第2,第3のスイッチ33,35は不要となり、回路構成及び制御部36の処理を簡易にできるものである。When the frequency of the second
For example, if the output from the second
Therefore, the band-
[本送信機におけるA/D変換後のスペクトラム:図2] 次に、本送信機におけるA/D変換後のスペクトラムについて図2を用いて説明する。図2は、アナログ直交復調器で第2の周波数を用いて周波数変換した場合のA/D変換後のスペクトラムを示す模式説明図である。図1の構成とした場合には、第2の周波数を用いた場合のA/D変換後のスペクトラムとなる。
図2に示すように、ミキサ21で第2の周波数を用いた場合、サンプリング周波数をF sとすると、A/D変換後の送信イメージはFs/4を中心としたものとなり、送信側の直流オフセットはFs/4として現れる。[Spectrum after A / D Conversion in the Transmitter: FIG. 2] Next, the spectrum after A / D conversion in the transmitter will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a schematic explanatory diagram illustrating a spectrum after A / D conversion when frequency conversion is performed using the second frequency by the analog quadrature demodulator. In the case of the configuration shown in FIG. 1, the spectrum after A / D conversion when the second frequency is used is obtained.
As shown in FIG. 2, when the second frequency is used in the
そして、第2の周波数を用いた場合のスペクトラムには、送信イメージと送信側の直流オフセットのみが含まれ、フィードバック側のイメージ及びフィードバック側の直流オフセットは含まれない。
そのため、制御部36において、アナログ直交変調器のI信号とQ信号のアンバランス、直交度誤差、直流オフセットを正確に検出でき、精度よく補償することができるものである。The spectrum using the second frequency includes only the transmission image and the DC offset on the transmission side, and does not include the image on the feedback side and the DC offset on the feedback side.
Therefore, the
尚、本送信機では、第2の周波数を用いた場合、ディジタル直交変調によってI″信号及びQ″信号を生成しているため、有効な帯域はA/D変換器25,26のサンプリング周波数の半分になってしまうが、I信号とQ信号のアンバランス、直交度誤差、直流オフセットの補償は、送信信号の変調帯域が確保できればよいので十分である。
In this transmitter, when the second frequency is used, the I ″ signal and the Q ″ signal are generated by digital quadrature modulation. Therefore, the effective band is the sampling frequency of the A /
[実施の形態の効果] 本発明の実施の形態に係る送信機によれば、アナログ直交変調器と、アナログ直交復調器を備えたダイレクトコンバージョン方式の送信機で、第1の周波数信号をアナログ直交復調器に出力する第1の局部発振器17と、第1の周波数信号とは異なる第2の周波数信号を出力する第2の局部発振器31と、アナログ直交復調器からの出力をA/D変換するA/D変換部25,26と、アナログ直交変調器における変調誤差を補正する制御部36とを備え、アナログ直交復調器において、I信号側のミキサ21が、電力増幅器20からフィードバックされた信号を第2の周波数信号を用いて周波数変換し、第2の周波数信号で周波数変換されたアナログ信号を、バンドパスフィルタ34で帯域制限し、A/D変換器25でA/D変換して制御部36に入力し、制御部36が、ディジタル直交復調してI″信号及びQ″信号を生成し、I″信号,Q″信号と送信I信号,Q信号とをそれぞれ比較して、アナログ直交変調器におけるI信号とQ信号のアンバランス、直交度誤差、直流オフセットを補正する送信機としているので、フィードバック系におけるイメージ及びフィードバック系の直流オフセットを含まないI″信号,Q″信号を用いることにより、アナログ直交変調器におけるI信号とQ信号のアンバランス、直交度誤差、直流オフセットを精度よく補正することができる効果がある。
また、I信号側とQ信号側の構成を入れ替えて、Q信号側で第2の局部発振器からの周波数信号による周波数変換を行う構成とした場合には、アナログ直交復調器において、Q信号側のミキサ22が、電力増幅器20からフィードバックされた信号を第2の周波数信号を用いて周波数変換し、第2の周波数信号で周波数変換されたアナログ信号を、バンドパスフィルタで帯域制限し、A/D変換器26でA/D変換して制御部36に入力し、制御部36が、ディジタル直交復調してI″信号,Q″信号を生成し、I″信号,Q″信号と送信I信号,Q信号とを比較して、アナログ直交変調器におけるI信号とQ信号のアンバランス、直交度誤差、直流オフセットを補正する送信機としているので、フィードバック系におけるイメージ及びフィードバック系の直流オフセットを含まないI″信号,Q″信号を用いることにより、アナログ直交変調器におけるI信号とQ信号のアンバランス、直交度誤差、直流オフセットを精度よく補正することができる効果がある。[Effect of Embodiment] According to the transmitter according to the embodiment of the present invention, the first frequency signal is converted into the analog quadrature by the direct conversion type transmitter including the analog quadrature modulator and the analog quadrature demodulator. The first
Further, when the I signal side and the Q signal side are interchanged so that the frequency conversion is performed by the frequency signal from the second local oscillator on the Q signal side, in the analog quadrature demodulator, the Q signal side The
また、本送信機によれば、アナログ直交復調器のミキサ21に入力される周波数信号を、第1の周波数信号又は第2の周波数信号に切り替える第1のスイッチ32を備え、制御部36が、定期的に第1のスイッチ32を切り替え、第1の周波数信号側に切り替えた場合には、アナログ直交復調器で得られるI信号,Q信号をA/D変換器25,26でA/D変換したI′信号,Q′信号を用いて増幅器20における非線形歪特性を検出して歪補償係数を算出し、第2の周波数信号側に切り替えた場合には、ミキサ21の出力をバンドパスフィルタ34で帯域制限し、A/D変換器25でA/D変換し、ディジタル直交復調したI″信号及びQ″信号を用いてアナログ直交変調器におけるI信号とQ信号のアンバランス、直交度誤差、直流オフセットを補正する係数を算出するものであり、歪補償時には、広帯域のI′信号とQ′信号によって広帯域での歪特性を補償できると共に、アナログ直交変調器における変調誤差の補償時には、フィードバック系におけるI信号とQ信号のアンバランス、直交度誤差、直流オフセットを含まないI″信号及びQ″信号によって高精度の補償を行うことができる効果がある。
Further, according to this transmitter, the
本発明は、増幅器の非線形歪補償に加えて、アナログ直交変調器におけるI信号とQ信号のアンバランス、直交度誤差、直流オフセットの補正を精度よく行うことができる送信機に適している。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is suitable for a transmitter capable of accurately correcting unbalance, orthogonality error, and DC offset of I and Q signals in an analog quadrature modulator in addition to amplifier nonlinear distortion compensation.
11,12...D/A変換器、 13,14,23,24...ローパスフィルタ、 15,16,21,22...ミキサ、 17...第1の局部発振器、 18...移相器、 19...合成器、 20...電力増幅器、 25,26...A/D変換器、 31...第2の局部発振器、 32...第1のスイッチ、 33...第2のスイッチ、 34...バンドパスフィルタ、 35...第3のスイッチ、 36...制御部 11, 12 ... D / A converter, 13, 14, 23, 24 ... low pass filter, 15, 16, 21, 22 ... mixer, 17 ... first local oscillator, 18 .. .. phase shifter, 19 ... synthesizer, 20 ... power amplifier, 25,26 ... A / D converter, 31 ... second local oscillator, 32 ... first switch, 33 ... Second switch, 34 ... Band pass filter, 35 ... Third switch, 36 ... Control unit
Claims (4)
送信側のアナログI信号とアナログQ信号を直交変調するアナログ直交変調器と、
前記直交変調された信号を増幅する電力増幅器と、
前記電力増幅器からの出力信号の一部を、入力された周波数信号を用いて周波数変換するアナログ直交復調器と、
第1の周波数信号を出力する第1の局部発振器と、
前記第1の周波数信号とは周波数が異なる第2の周波数信号を出力する第2の局部発振器と、
前記アナログ直交復調器において、電力増幅器からの出力信号の一部として帰還され、分岐された一方の信号を周波数変換する周波数信号を、前記第1の周波数信号又は前記第2の周波数信号のいずれかに切り替える第1のスイッチと、
前記電力増幅器における非線形歪を補償し、前記アナログ直交変調器におけるI信号とQ信号のアンバランス、直交度誤差、直流オフセットを補償し、前記第1のスイッチを制御する制御部とを備え、
前記アナログ直交変調器が、前記第1の周波数信号を用いて直交変調し、
前記アナログ直交復調器が、前記分岐された一方の信号を前記第1の周波数信号又は前記第2の周波数信号を用いて周波数変換すると共に、前記分岐された他方の信号を前記第1の周波数信号を用いて周波数変換し、
前記制御部が、前記第1のスイッチを定期的に切り替え、前記第1のスイッチが前記第1の周波数信号側に切り替えられている状態において、前記第1の周波数信号で周波数変換されたアナログI信号及びアナログQ信号をA/D変換して得られる信号を用いて、電力増幅器における非線形歪の補償を行い、前記第1のスイッチが前記第2の周波数信号側に切り替えられている状態において、前記第2の周波数信号で周波数変換された前記一方の信号に基づくディジタ信号をディジタル直交復調して得られた信号を用いて、前記アナログ直交変調器におけるI信号とQ信号のアンバランス、直交度誤差、直流オフセットを補償することを特徴とする送信機。 A direct conversion transmitter,
An analog quadrature modulator that quadrature modulates an analog I signal and an analog Q signal on the transmission side;
A power amplifier for amplifying the quadrature modulated signal;
An analog quadrature demodulator that converts a portion of the output signal from the power amplifier using an input frequency signal;
A first local oscillator for outputting a first frequency signal;
A second local oscillator for outputting a second frequency signal having a frequency different from that of the first frequency signal;
In the analog quadrature demodulator, a frequency signal which is fed back as a part of the output signal from the power amplifier and frequency-converted one of the branched signals is either the first frequency signal or the second frequency signal. A first switch to switch to,
A controller that compensates for nonlinear distortion in the power amplifier, compensates for imbalance, orthogonality error, and DC offset of the I and Q signals in the analog quadrature modulator, and controls the first switch ;
The analog quadrature modulator performs quadrature modulation using the first frequency signal;
The analog quadrature demodulator frequency-converts one of the branched signals using the first frequency signal or the second frequency signal, and converts the other branched signal to the first frequency signal. Frequency conversion using
The control unit periodically switches the first switch, and the analog I frequency-converted with the first frequency signal in a state where the first switch is switched to the first frequency signal side. Using a signal obtained by A / D converting a signal and an analog Q signal, compensation for nonlinear distortion in a power amplifier is performed, and the first switch is switched to the second frequency signal side. using a signal obtained by the digital quadrature demodulating digitally signal based on the frequency-converted said one signal at said second frequency signal, the unbalance of the I and Q signals in the analog quadrature modulator, orthogonality A transmitter characterized by compensating for an error and a DC offset.
前記並列接続のフィルタの入力段に設けられ、前記一方の信号を前記複数のフィルタのいずれかに切り替えて入力する第2のスイッチと、
前記並列接続のフィルタの出力段に設けられ、前記複数のフィルタのいずれかに切り替えて出力する第3のスイッチとを備え、
制御部が、第1のスイッチに連動して前記第2のスイッチ及び前記第3のスイッチを切り替えることを特徴とする請求項1記載の送信機。 In the output stage of the analog quadrature demodulator, a plurality of filters having different characteristics are arranged in parallel corresponding to one of the analog I signal and the analog Q signal frequency-converted using the first frequency or the second frequency. Connected,
A second switch that is provided at an input stage of the parallel-connected filter, and that inputs the one signal by switching to one of the plurality of filters;
A third switch that is provided at an output stage of the parallel-connected filter and that switches to and outputs one of the plurality of filters;
The transmitter according to claim 1, wherein the control unit switches the second switch and the third switch in conjunction with the first switch.
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