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キャリアリーク抑制回路 - 株式会社富士通ゼネラル
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発明の名称 キャリアリーク抑制回路
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−7869(P2001−7869A)
公開日 平成13年1月12日(2001.1.12)
出願番号 特願平11−171972
出願日 平成11年6月18日(1999.6.18)
代理人
発明者 松浦 昌治
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 入力データを変調するベースバンド変調部と、出力信号より帰還される直交変調された信号を復調する直交復調部と、直交復調部よりの信号の歪を検出する歪検出部と、歪検出部よりの信号に基づき前記ベースバンド変調部よりの信号を補償する歪補償部と、キャリアリーク検出のためのI信号およびQ信号を生成する検出用信号生成部と、出力信号より帰還される直交変調されたキャリアリーク検出用信号の最小値を検出する最小値検出部と、最小値検出部よりの信号に基づき前記歪補償部よりの信号のキャリアリークを補償するキャリアリーク補償部とからなるDSP(Digital Signal Processor)と、DSPよりのI信号およびQ信号をアナログ信号に変換するD/A変換部と、D/A変換部よりのI信号およびQ信号を直交変調する直交変調部と、直交変調部よりの信号を電力増幅し出力する電力増幅器と、電力増幅器の出力信号より分岐された信号を中間周波信号に変換する周波数変換部と、周波数変換部よりの信号をディジタル信号に変換するA/D変換部とからなり、A/D変換部よりの信号を前記DSPに入力し、前記直交復調部で復調し、復調された信号の歪を前記歪検出部で検出し、前記歪補償部に帰還し、前記最小値検出部でキャリアリーク検出用の直交変調信号の最小値を検出し、前記キャリアリーク補償部に帰還するようにしたキャリアリーク抑制回路。
【請求項2】 前記DSPは、送信時は前記キャリアリーク補償部よりのI信号およびQ信号を出力し、非送信時は前記検出用信号生成部よりのI信号およびQ信号を出力するように切換を行うと共に、送信時には前記直交復調部で復調された信号の歪を前記歪検出部で検出し、前記歪補償部に帰還し、非送信時には前記最小値検出部で検出された直交変調信号の最小値を前記キャリアリーク補償部に帰還するようにした請求項1記載のキャリアリーク抑制回路。
【請求項3】 前記最小値検出部にて、キャリアリークレベルが最小値となるポイントを検出し、前記キャリアリーク補償部にて、最小値検出部で検出されるポイントが前記直交変調部で変調されたI信号およびQ信号の原点となるように補償するものでなる請求項1または2記載のキャリアリーク抑制回路。
【請求項4】 前記最小値検出部は、前記A/D変換部よりの信号の原点付近の複数のポイントのキャリアリークレベルを検出するようにした請求項1、2または3記載のキャリアリーク抑制回路。
【請求項5】 前記最小値検出部は、前記A/D変換部よりの信号のポイントごとの振幅値を算出し、振幅値が最小のポイントを検出し、キャリアリークレベルが最小のポイントであるものとする請求項4記載のキャリアリーク抑制回路。
【請求項6】 前記最小値検出部は、振幅値が最小のポイントを検出し、次の段階では前記振幅最小値のポイントを中心にして検出範囲を狭め、振幅値が最小のポイントを検出し、以降、同様に段階を追って順次検出範囲を狭めて振幅値が最小のポイントを検出することにより、振幅値が最小のポイントの検出精度を高めるようにした請求項3、4または5記載のキャリアリーク抑制回路。
【請求項7】 前記最小値検出部は、前記キャリアリークレベルの検出範囲を第1段階では±128 ポイントに設定して振幅値が最小のポイントを検出し、第2段階では第1段階で振幅値が最小であったポイントを中心にして±64ポイントに狭め、振幅値が最小のポイントを検出し、第3段階では第2段階で振幅値が最小であったポイントを中心にして±32ポイントに狭め、振幅値が最小のポイントを検出し、第4段階では第3段階で振幅値が最小であったポイントを中心にして±16ポイントに狭め、振幅値が最小のポイントを検出することにより、検出精度を高めるようにした請求項3、4または5記載のキャリアリーク抑制回路。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はキャリアリーク抑制回路に係り、キャリアリークの検出のための専用部品を使わずにキャリアリークレベルを最小化し、部品コストを低減すると共に変調性能を良好にするものに関する。
【0002】
【従来の技術】ディジタル無線通信に使用されるアナログ直交変調器を用いた変調方式では、直交変調器の入力であるI信号およびQ信号のオフセット誤差等によりキャリアリークが発生する。キャリアリークを抑制するには、従来、I信号およびQ信号のオフセットレベルを可変抵抗器を用いて手動で電圧調整するか、または、図6に示すブロック図の如く、直交変調出力を電圧変換部21で電圧に変換し、A/D変換部22でディジタル信号に変換し、DSP(Digital Signal Processor)1に帰還し、最小値検出部19でI・Q信号の最小値を検出し、キャリアリーク補償部13に入力し、オフセット補償値を重畳するものがある。この回路では、上述のように、キャリアリークの抑制のため、直交変調出力(電力)を電圧に変換する電圧変換部21と、これをディジタル信号に変換するA/D変換部22とが必要であり、回路規模が大きくなり、部品コストが増大するという問題がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような点に鑑み、キャリアリーク検出用の専用部品を使わずに回路を構成し、回路規模を増大させずにコストを低減することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため、本発明のキャリアリーク抑制回路は、入力データを変調するベースバンド変調部と、出力信号より帰還される直交変調された信号を復調する直交復調部と、直交復調部よりの信号の歪を検出する歪検出部と、歪検出部よりの信号に基づき前記ベースバンド変調部よりの信号を補償する歪補償部と、キャリアリーク検出のためのI信号およびQ信号を生成する検出用信号生成部と、出力信号より帰還される直交変調されたキャリアリーク検出用信号の最小値を検出する最小値検出部と、最小値検出部よりの信号に基づき前記歪補償部よりの信号のキャリアリークを補償するキャリアリーク補償部とからなるDSP(Digital Signal Processor)と、DSPよりのI信号およびQ信号をアナログ信号に変換するD/A変換部と、D/A変換部よりのI信号およびQ信号を直交変調する直交変調部と、直交変調部よりの信号を電力増幅し出力する電力増幅器と、電力増幅器の出力信号より分岐された信号を中間周波信号に変換する周波数変換部と、周波数変換部よりの信号をディジタル信号に変換するA/D変換部とからなり、A/D変換部よりの信号を前記DSPに入力し、前記直交復調部で復調し、復調された信号の歪を前記歪検出部で検出し、前記歪補償部に帰還し、前記最小値検出部でキャリアリーク検出用の直交変調信号の最小値を検出し、前記キャリアリーク補償部に帰還するように構成する。
【0005】このため、DSPは、送信時はキャリアリーク補償部よりのI信号およびQ信号を出力し、非送信時は検出用信号生成部よりのI信号およびQ信号を出力するように切換を行うと共に、送信時には直交復調部で復調された信号の歪を歪検出部で検出し、歪補償部に帰還し、非送信時には最小値検出部で検出された直交変調信号の最小値をキャリアリーク補償部に帰還するようにする。
【0006】なお、最小値検出部にて、キャリアリークレベルが最小値となるポイントを検出し、キャリアリーク補償部にて、最小値検出部で検出されるポイントが直交変調部で変調されたI信号およびQ信号の原点となるように補償する。
【0007】このため、最小値検出部は、A/D変換部よりの信号の原点付近の複数のポイントのキャリアリークレベルを検出するようにする。
【0008】すなわち、A/D変換部よりの信号のポイントごとの振幅値を算出し、振幅値が最小のポイントを検出し、キャリアリークレベルが最小のポイントであるものとする。
【0009】具体的には、振幅値が最小のポイントを検出し、次の段階では前段階で振幅最小値のポイントを中心にして検出範囲を狭め、振幅値が最小のポイントを検出し、以降、同様に段階を追って順次検出範囲を狭めて振幅値が最小のポイントを検出することにより、振幅値が最小となるポイントの検出精度を高めるようにする。すなわち、キャリアリークレベルの検出範囲を第1段階では±128 ポイントに設定して振幅値が最小のポイントを検出し、第2段階では第1段階で振幅値が最小であったポイントを中心にして±64ポイントに狭め、振幅値が最小のポイントを検出し、第3段階では第2段階で振幅値が最小であったポイントを中心にして±32ポイントに狭め、振幅値が最小のポイントを検出し、第4段階では第3段階で振幅値が最小であったポイントを中心にして±16ポイントに狭め、振幅値が最小のポイントを検出することにより、検出精度を高める。
【0010】
【発明の実施の形態】発明の実施の形態を実施例に基づき図面を参照して説明する。図1は本発明によるキャリアリーク抑制回路の一実施例の要部ブロック図である。図において、1はDSP(Digital Signal Processor)で、ベースバンド変調部11〜最小値検出部19で構成される。2iはDSP1よりのI信号をアナログ信号(Xi)に変換するD/A変換部、2qはDSP1よりのQ信号をアナログ信号(Xq)に変換するD/A変換部、3はD/A変換部2i、2qよりのXi信号とXq信号とを直交変調し、高周波信号にして出力する直交変調部、4は直交変調部3よりの信号をアンテナから送信するため増幅する電力増幅器、5は電力増幅器4の出力より分岐した信号を中間周波数の信号(IF信号)に変換する周波数変換部、6は周波数変換部5よりのIF信号をディジタル信号に変換するA/D変換部である。DSP1の11は入力データ(送信すべきデータ)をベースバンド変調するベースバンド変調部、12はベースバンド変調部11よりの信号の歪を補償する歪補償部、13は歪補償部12よりの信号のキャリアリークレベルを補償するキャリアリーク補償部、14はキャリアリーク検出のためのI信号およびQ信号を生成する検出用信号生成部、15i および15q は、送信時はキャリアリーク補償部13よりのI、Q信号を、非送信時は検出用信号生成部14よりI、Q信号を切換え出力するスイッチ回路、16はA/D変換部6よりの直交変調された信号を復調する直交復調部、17は直交復調部16よりの信号の高調波成分等を除去するためのLPF(Low Pass Filter) 、18はLPF17よりの信号の歪を検出し、歪補償部12に帰還する歪検出部、19はA/D変換部6よりのIF信号の最小値を検出する最小値検出部である。
【0011】次に、本発明によるキャリアリーク抑制回路の動作を説明する。送信時、送信データはDSP1に入力し、ベースバンド変調部11でベースバンド変調し(QPSK=4相変調、または QAM=直交振幅変調等)、歪補償部12に入力する。そして、歪検出部18により、周波数変換部5でIF信号に変換され、A/D変換部6でディジタル信号に変換された信号を直交復調部16で復調し、LPF17を介し入力される信号(電力増幅器4の出力信号)の歪を検出し、この信号を歪補償部12に帰還し、歪が打ち消されるように補償を行う。歪補償部12よりの信号はキャリアリーク補償部13に入力し、後述する最小値検出部19よりの信号で補償されたI信号およびQ信号をスイッチ回路15i および15q を介して出力し、D/A変換部2iおよび2qでそれぞれアナログ信号に変換し、直交変調部3に入力して直交変調し、電力増幅器4で電力増幅し、アンテナを介して送信する。
【0012】非送信時、DSP1のスイッチ回路15i 、15q を検出用信号生成部14側に切換え、検出用信号生成部14よりのキャリアリーク検出のためのI、Q信号を出力する。図2(イ)は12ビットデータの場合のI、Q信号を直交座標で表したもので、同図(ロ)はI、Q信号の原点付近の■、■、・・で示す25ポイントを直交座標で表したものである。この信号はD/A変換部2i、2qでそれぞれアナログ信号に変換される。図3はD/A変換部2i、2qで変換されたXi信号およびXq信号を時間軸で表したものである。これらXi、Xq信号は直交変調部3に入力し、直交変調され、電力増幅器4で電力増幅され、分岐されて周波数変換部5に入力し、IF信号に変換される。図4はキャリアリークがないときのIF信号の一例で、このIF信号はA/D変換部6に入力し、各ポイント(■、■、・・)でサンプリングされ(図4に「…」で示す)、DSP1の最小値検出部19に入力する。図2(ロ)は、座標の原点(0,0) を中心にして原点から離れたポイントほど電力が大きいことを表しており、(128,128) 、(128,-128)、(-128,128)、(-128,-128) の各ポイントで電力最大となり、A/D変換部6に入力されるIF信号の振幅もこれら電力の大きさに対応した信号となる。
【0013】最小値検出部19は、A/D変換部6よりのサンプルデータに基づき1ポイントごとに振幅値を求め、図2(ロ)に示す25ポイントの中で最小振幅値のポイントを検出する。図の例では13番目のポイントが最小で、ここがキャリアリークが最小のポイントである。そして、図5に示すように、第1段階では上記最小振幅値のポイントを中心にて検出範囲を±128 ポイントとし、再度最小振幅値のポイントを求め、第2段階では第1段階で求めたポイントを中心に検出範囲を±64ポイントとし、再度最小振幅値のポイントを求め、第3段階では±32ポイント、第4段階では±16ポイント、の如くに検出された最小振幅値のポイントを中心にして検出範囲を次第に絞り込み、検出精度を高める。そして、キャリアリーク補償部13にて、最小値検出部19よりのデータに基づき、最小の検出範囲で検出されたキャリアリーク最小となるポイントがI、Qデータの原点となるように補償を行い、出力信号のキャリアリークが最も小さくなるようにする。
【0014】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によるキャリアリーク抑制回路によれば、直交変調部のキャリアリークレベルを最小化し、変調精度を上げるもので、キャリアリーク検出のための専用部品を使わず、歪補償のために使用されるA/D変換部をキャリアリーク検出用に共用して構成するものであるから、回路規模が大きくならず、コストを低減することができる。




 

 


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