JP4802283B2 - 無線通信装置及び無線通信方法 - Google Patents

Description

本発明は、無線通信装置に関する。

直交波周波数分割多重(OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing)方式、シングルキャリア(SC: Single Carrier)−周波数分割多元接続(FDMA: Frequency Division Multiple Access)方式が適用される無線機は、複数のサブキャリアを束ねた周波数帯を単位として、無線通信を行う。該単位は、リソースブロックとも呼ばれる。

該無線機は、複数のサブキャリアを束ねた周波数帯を単位として無線通信を行うため、送信すべきトラヒック量や、通信チャネルの品質によっては、割り当てられたシステム帯域のうち、部分的なサブキャリアを利用して無線送信する場合がある。換言すれば、該無線機は、割り当てられたシステム帯域に含まれる全サブキャリアは利用せず、該システム帯域に含まれる一部のリソースブロックに含まれるサブキャリアを利用して無線送信する場合がある。

図１は、無線機への送信帯域の割当の一例を示す。

（ａ）は、システム帯域のうち利用可能な全サブキャリアを利用する場合を示す。（ｂ）は、システム帯域に含まれる一部のリソースブロックに含まれるサブキャリアを利用する場合を示す。（ｂ）は、システム帯域に含まれるリソースブロックのうち、該システム帯域の中心周波数に対して、低域側のリソースブロックに含まれるサブキャリアを利用する場合を示す。逆に、システム帯域に含まれるリソースブロックのうち、該システム帯域の中心周波数に対して、高域側のリソースブロックに含まれるサブキャリアを利用する場合もありうる。

システム帯域に含まれる一部のリソースブロックに含まれるサブキャリアを利用することにより、QoSや通信環境の異なる無線機に対して柔軟に、かつ効率的に無線リソースを割り当てることが可能となる。

特開2002-271292号公報

低域側にサブキャリアを束ねて送信する際も、高域側にサブキャリアを束ねて送信する際も無線機の中心周波数は同一である。換言すれば、割り当てられた周波数帯のうち、低域側のリソースブロックにより送信する際も、高域側のリソースブロックにより送信する際も無線機の中心周波数は同一である。該中心周波数は、ミキサにおいて、局部発振周波数として使用される。無線機は、0 Hzを中心として低域側及び高域側の周波数にサブキャリアが束ねられるように、高周波信号への変調前のベースバンド領域の信号に対して信号処理する。該信号処理された信号は、全サブキャリアを利用する場合と同様の局部発振周波数を用いて高調波の周波数に変換される。該高調波の周波数成分には、2 GHz、800 MHzが含まれる。

無線機は直交変調器を有するが、該直交変調器により変調された信号は、理想的な直交関係を有さない場合がある。

図２は、直交変調器により変調された同相成分と直交成分の信号を結合したものを示す。図２において、（１）により示される周波数成分は所望信号の周波数成分であり、（２）により示される周波数成分は不要輻射信号であり、（３）により示される周波数成分は直流成分である。

図２によれば、同相成分の信号の振幅と、直交成分の信号の振幅とは同一レベルではないことが分かる。また、所望信号の周波数成分に対して、0 Hzに対して対称となる周波数位置に不要輻射信号が発生し、また、直流成分が発生するのが分かる。該不要輻射成分及び直流成分は、同相成分と直交成分との間の位相が90度からずれていることに起因する。

直流成分及び不要輻射信号は、該直流成分及び不要輻射信号の周波数帯を所望信号の周波数として送信している他の無線機に対して干渉を及ぼす。また、直流成分と、不要輻射信号とが、無線機の非線形デバイスを通過した場合、所望信号、直流成分、不要輻射信号により、相互変調が発生する。相互変調が発生した場合、さらに広帯域に不要輻射成分を発生させる。非線形デバイスには、送信アンプが含まれる。

そこで、本発明は上述した問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、送信信号から直流成分を低減できる無線通信装置、及び無線通信方法を提供することにある。

本無線通信装置は、
送信データがデジタル信号処理される際、または送信信号を平均化することにより直流成分が生成されたかどうかを判定する判定部と、
直交変調された送信データに、局部発振周波数信号を乗算し、高周波信号を出力するミキサと、
前記ミキサにより出力されるべき高周波信号を分配し、第１の高周波信号と、第２の高周波信号とを生成する分配部と、
該分配部により分配された前記第１の高周波信号に基づいて、該第１の高周波信号の直流成分を検波する検波回路と、
該検波回路により検波された第１の高周波信号の直流成分に基づいて、前記第２の高周波信号から直流成分を除去するための補正信号を生成する補正信号生成部と、
該補正信号生成部により生成された補正信号により、前記第２の高周波信号を補正する補正部と、
前記判定部により直流成分が生成されたと判定された場合に、前記検波回路、補正信号生成部、及び補正部を動作させないように制御する制御部と、
前記補正部により補正された第２の高周波信号を送信する送信部と
を有する。

本無線通信方法は、
送信データがデジタル信号処理される際、または送信信号を平均化することにより直流成分が生成されたかどうかを判定する判定ステップと、
直交変調された送信データに、局部発振周波数信号を乗算し、高周波信号を生成する高周波信号生成ステップと、
前記高周波信号生成ステップにより生成された高周波信号を、第１の高周波信号と、第２の高周波信号とに分配する分配ステップと、
該分配ステップにより分配された第１の高周波信号に基づいて、該第１の高周波信号の直流成分を検波する検波ステップと、
該検波ステップにより検波された第１の高周波信号の直流成分に基づいて、前記第２の高周波信号から直流成分を除去するための補正信号を生成する補正信号生成ステップと、
該補正信号生成ステップにより生成された補正信号により、前記第２の高周波信号を補正する補正ステップと、
該補正ステップにより補正された第２の高周波信号を送信する送信ステップと
を有し、
前記判定ステップにより直流成分が生成されたと判定された場合に、前記検波ステップ、補正信号生成ステップ、及び補正ステップが実行されない。

開示の無線通信装置、及び無線通信方法によれば、送信信号から直流成分を低減できる。

無線機への送信帯域の割当の一例を示す説明図である。 直交変調器により変調された同相成分と直交成分を示す説明図である。 一実施例に従った無線通信装置を示す機能ブロック図である。 一実施例に従った無線通信装置のミキサを示す機能ブロック図である。 一実施例に従った無線通信装置の動作を示すフローチャートである。 一実施例に従った無線通信装置を示す機能ブロック図である。 一実施例に従った無線通信装置の動作を示すフローチャート（その１）である。 一実施例に従った無線通信装置の動作を示すフローチャート（その２）である。 一実施例に従った無線通信装置を示す機能ブロック図である。 一実施例に従った無線通信装置の動作を示すフローチャート（その１）である。 一実施例に従った無線通信装置の動作を示すフローチャート（その２）である。

次に、本発明を実施するための形態を、以下の実施例に基づき図面を参照しつつ説明する。
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を用い、繰り返しの説明は省略する。

＜実施例＞
＜無線通信装置＞
図３は、本実施例に従った無線通信装置１００を示す。図３には、主に無線部の構成が示される。

本無線通信装置１００は、携帯端末装置に含まれるようにしてもよいし、携帯情報端末(PDA: Personal Digital Assistants)に含まれるようにしてもよい。また、本無線通信装置１００は、基地局装置に含まれるようにしてもよい。本無線通信装置１００は、例えば、直交波周波数分割多重(OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing)方式、シングルキャリア(SC: Single Carrier)−周波数分割多元接続(FDMA: Frequency Division Multiple Access)方式により無線送信する。該無線通信方式に限らず、中心周波数から離れた周波数帯により無線通信を行うものに適用できる。例えば、ブルートゥース(BT: Bluetooth)が適用される無線通信装置に適用されてもよい。

本無線通信装置１００は、直交変調された信号が無線周波数に周波数変換された信号を分配する。該分配される出力信号は、直交変調器の出力信号がデジタル／アナログ変換され、該デジタル／アナログ変換された出力信号が無線周波数の信号に変換されたものである。本無線通信装置１００は、分配された無線周波数の信号から、局部発振信号を用いて、直流成分を検波する。該直流成分には、直流成分の電力、及び位相が含まれてもよい。本無線通信装置１００は、該直流成分に基づいて、無線周波数に周波数変換された信号から直流成分を除去するための補正信号を生成する。例えば、局部発振信号を用いて、該直流成分の電力と同じ電力、かつ該位相と逆位相となる局部発振信号と同じ周波数の正弦波を発生する。本無線通信装置１００は、補正信号により、無線周波数に周波数変換された信号を補正する。補正信号に基づいて無線周波数に周波数変換された信号を補正することにより、直流成分を除去する。

本無線通信装置１００は、デジタル信号処理部１０２１を有する。デジタル信号処理部１０２１には、送信データが入力される。該送信データには、デジタル信号が含まれてもよい。該送信データは、情報ビット系列で入力されてもよい。デジタル信号処理部１０２１は、誤り訂正符号化処理等を行う。例えば、デジタル信号処理部１０２１は、畳み込み符号化処理、インタリーブ処理、マッピング処理、ＯＦＤＭフレーム構成処理などを行うようにしてもよい。デジタル信号処理部１０２１は、デジタル信号処理により生成したI成分のデジタル信号とQ成分のデジタル信号とを変調器(MOD: Modulator)に入力する。また、デジタル信号処理部１０２１は、制御部１１０に、送信信号の直流成分を入力する。該直流成分は、デジタル信号処理の過程で生成されたものであってもよいし、送信信号を平均化することにより求められたものであってもよい。

本無線通信装置１００は、変調器１０２２を有する。変調器１０２２は、デジタル信号処理部１０２１と接続される。変調器１０２２には、送信データが入力される。該送信データには、I成分とQ成分のデジタル信号が含まれてもよい。変調器１０２２は、送信データに対して直交変調を行い、変調信号を出力する。変調器１０２２は、I成分のデジタル信号とQ成分のデジタル信号に対して直交変調を行い、I成分変調信号とQ成分変調信号とを出力する。換言すれば、変調器１０２２は、送信データに対して、OFDMシンボル単位で一括して逆フーリエ変換し、時間領域のベースバンドのOFDM信号を生成する。該I成分変調信号とQ成分変調信号は、デジタル／アナログ変換器(DAC: Digital-to-Analog Converter)１０２４に入力される。

本無線通信装置１００は、デジタル／アナログ変換器１０２４を有する。該デジタル／アナログ変換器１０２４は、変調器１０２２と接続される。該デジタル／アナログ変換器１０２４は、変調器１０２２により入力されたI成分変調信号とQ成分変調信号を、アナログ信号に変換する。デジタル／アナログ変換器１０２４は、フィルタ１０２６に、アナログ信号に変換されたI成分変調信号（以下、「I成分アナログ信号」と呼ぶ）とQ成分変調信号（以下、「Q成分アナログ信号」と呼ぶ）を入力する。

本無線通信装置１００は、フィルタ１０２６を有する。該フィルタ１０２６は、デジタル／アナログ変換器１０２４と接続される。該フィルタ１０２６は、デジタル／アナログ変換器１０２４により入力されたI成分アナログ信号とQ成分アナログ信号に対して帯域制限を行い、不要な周波数成分を除去する。例えば、所定の周波数帯域以下の信号のみを通過させるようにしてもよい。該帯域制限されたI成分アナログ信号とQ成分アナログ信号は、ミキサ１０２８に入力される。

本無線通信装置１００は、ミキサ１０２８を有する。ミキサ１０２８は、フィルタ１０２６と接続される。該ミキサ１０２８は、フィルタ１０２６からの入力信号と、局部発振器１０３６により入力される局部発振周波数信号とを乗算する。換言すれば、ミキサ１０２８は、フィルタ１０２６からの入力信号を無線周波数の信号に変換（アップコンバート）する。

図４は、ミキサ１０２８の詳細を示す。

ミキサ１０２８は、乗算部１０２８２を有する。該乗算部１０２８２は、フィルタ１０２６と接続される。該乗算部１０２８２には、フィルタ１０２６により、帯域制限されたI成分アナログ信号が入力される。乗算部１０２８２は、該帯域制限されたI成分アナログ信号と、局部発振器１０３６により入力される局部発振周波数信号とを乗算する。乗算部１０２８２は、局部発振周波数信号が乗算された該I成分アナログ信号を加算器１０２８８に入力する。

ミキサ１０２８は、位相シフト部１０２８４を有する。位相シフト部１０２８４は、局部発振器１０３６と接続される。位相シフト部１０２８４には、局部発振器１０３６により局部発振周波数信号が入力される。位相シフト部１０２８４は、該局部発振周波数信号の位相を90度ずらした局部発振周波数信号を生成する。該局部発振周波数信号は、乗算部１０２８６に入力される。

ミキサ１０２８は、乗算部１０２８６を有する。該乗算部１０２８６は、フィルタ１０２６と、位相シフト部１０２８４と接続される。該乗算部１０２８６には、フィルタ１０２６により、帯域制限されたQ成分アナログ信号が入力される。乗算部１０２８６は、該帯域制限されたQ成分アナログ信号と、位相シフト部１０２８４により入力される局部発振周波数信号とを乗算する。乗算部１０２８６は、局部発振周波数信号が乗算されたQ成分アナログ信号を加算器１０２８８に入力する。

ミキサ１０２８は、加算部１０２８８を有する。加算部１０２８８は、乗算部１０２８２と、乗算部１０２８６と接続される。加算部１０２８８は、乗算部１０２８２により入力された局部発振周波数信号が乗算された該I成分アナログ信号から、乗算部１０２８６により入力された局部発振周波数信号が乗算された該Q成分アナログ信号を減算する。
以下、局部発振周波数信号が乗算された該I成分アナログ信号から、局部発振周波数信号が乗算された該Q成分アナログ信号を減算した信号を、「高周波信号」と呼ぶ。加算部２０２８８は、高周波信号を分配器１０３０に入力する。

本無線通信装置１００は、分配器１０３０を有する。該分配器１０３０はミキサ１０２８と接続される。分配器１０３０は、ミキサ１０２８により入力された高周波信号を複数に分配する。例えば、分配器１０３０は、ミキサ１０２８により入力された高周波信号を２に分配する。該２に分配された高周波信号は、加算器１０３２と、検波回路１０３８に入力される。

本無線通信装置１００は、検波回路１０３８を有する。該検波回路１０３８は、分配器１０３０と接続される。該検波回路１０３８には、分配器１０３０により高周波信号が入力され、局部発振器１０３６により局部発振周波数信号が入力される。検波回路１０３８は、局部発振器１０３６により入力される局部発振周波数信号に基づいて、高周波信号の直流成分の電力及び位相を検出する。例えば、検波回路１０３８は、分配器１０３０により入力された高周波信号から元の信号を復元する。該元の信号は、フィルタ１０２６の出力信号に相当する信号を意味する。換言すれば、検波回路１０３８は、高周波信号をダウンコンバートする。検波回路１０３８は、ダウンコンバートされた高周波信号に基づいて、該高周波信号の直流成分の電力及び位相を検出する。

直流成分は、ミキサ１０２８により局部発振周波数信号が変調信号に乗算される際に生じる。ミキサ１０２８からの高周波信号を変調信号にダウンコンバートすることにより、直流成分を検出できる。検波回路１０３８は、補正回路１０４０に、高調波信号の直流成分の電力及び位相を入力する。

本無線通信装置１００は、補正回路１０４０を有する。該補正回路１０４０は、検波回路１０３８と、局部発振器１０３６と接続される。補正回路１０４０には、検波回路１０３８により高周波信号の直流成分の電力及び位相が入力され、局部発振器１０３６により局部発振周波数信号が入力される。補正回路１０４０は、検波回路１０３８により入力された高周波信号の直流成分の電力及び位相に基づいて、該高周波信号の直流成分の電力と同じ電力を有し、かつ該高周波信号の直流成分の位相と逆位相となる、局部発振周波数信号と同じ周波数となる正弦波を発生する。該正弦波を「補正信号」と呼ぶ。補正回路１０４０は、加算部１０３２に、補正信号を入力する。

本無線通信装置１００は、加算部１０３２を有する。該加算部１０３２は、分配器１０３０と、補正回路１０４０と接続される。加算器１０３２は、分配器１０３０により入力される高周波信号と、補正回路１０４０により入力される補正信号とを加算する。補正信号には、高周波信号の直流成分の電力と同じ電力を有し、かつ該高周波信号の直流成分の位相と逆位相となる成分が含まれる。該成分により、高周波信号から直流成分が除去される。加算部１０３２は、高周波信号から直流成分が除去された高周波信号を増幅器１０３４に入力する。

本無線通信装置１００は、増幅器１０３４を有する。該増幅器１０３４は、加算器１０３２と接続される。増幅器１０３４は、加算器１０３２により入力された高周波信号を増幅する。例えば、振幅を所定のレベルに増幅する。該振幅が所定のレベルに増幅された高周波信号は、電力増幅器１０４に入力される。

本無線通信装置１００は、電力増幅器１０４を有する。電力増幅器１０４は、増幅器１０３４と接続される。電力増幅器１０４は、増幅器１０３４により入力された高周波信号を無線送信するための所望の電力まで増幅する。電力増幅器１０４は、電力増幅した高周波信号をデュプレクサ１０６に入力する。

本無線通信装置１００は、デュプレクサ１０６を有する。デュプレクサ１０６は、電力増幅器１０４と接続される。デュプレクサ１０６は、当該無線通信装置１００が同時に無線信号の送受信を行うため、アンテナ１０８から入出力される無線信号の送信周波数、受信周波数を分離する。デュプレクサ１０６は、電力増幅器１０４からの変調信号をアンテナ１０８から送信する。

本無線通信装置１００は、アンテナ１０８を有する。アンテナ１０８は、デュプレクサ１０６と接続される。アンテナ１０８は、他の無線通信装置及び／又は基地局装置からの無線信号を受信し、デュプレクサ１０６に入力する。また、アンテナ１０８は、デュプレクサ１０６からの送信信号を無線信号として送信する。

本無線通信装置１００は、復調回路１０４２を有する。復調回路１０４２は、デュプレクサ１０６と接続される。復調回路１０４２は、デュプレクサ１０６により入力された信号を復調する。

本無線通信装置１００は、制御部１１０を有する。制御部１１０は、デジタル信号処理部１０２１と、分配器１０３０と、検波回路１０３８と、補正回路１０４０と接続される。制御部１１０は、デジタル信号処理部１０２１により入力された直流成分に基づいて、当該無線通信装置１００により送信される信号が直流成分を含むかどうかを判定する。当該無線通信装置１００により送信される信号が直流成分を含む場合、分配器１０３０と、検波回路１０３８と、補正回路１０４０とを動作しないように制御する。当該無線通信装置１００により送信される信号が直流成分を含む場合には、中心周波数によりデータが送信されるためである。当該無線通信装置１００により送信される信号が直流成分を含む場合に分配器１０３０と、検波回路１０３８と、補正回路１０４０とを動作しないように制御することにより、消費電力を低減できる。

また、制御部１１０は、当該無線通信装置１００により送信される信号が直流成分を含まない場合、分配器１０３０と、検波回路１０３８と、補正回路１０４０とを動作するように制御する。当該無線通信装置１００により送信される信号が直流成分を含まない場合には、中心周波数によりデータが送信されないためである。

＜本無線通信装置の動作＞
図５は、本無線通信装置の動作を示すフローチャートである。

本無線通信装置１００は、送信データを直交変調する（ステップＳ５０２）。例えば、変調部１０２２は、送信データに対して直交変調を行う。該送信データには、I成分とQ成分のデジタル信号が含まれてもよい。変調部１０２２から、I成分変調信号とQ成分変調信号が出力される。

本無線通信装置１００は、直交変調された送信データに局部発振周波数信号を乗算し、高周波信号を生成する（ステップＳ５０４）。例えば、ミキサ１０２８は、I成分アナログ信号と局部発振周波数信号とを乗算する。該I成分アナログ信号は、I成分変調信号がアナログ信号に変換され、帯域制限されたものである。また、ミキサ１０２８は、Q成分アナログ信号と局部発振周波数信号の位相を90度ずらした局部発振周波数信号とを乗算する。該Q成分アナログ信号は、Q成分変調信号がアナログ信号に変換され、帯域制限されたものである。ミキサ１０２８は、局部発振周波数信号が乗算された該I成分アナログ信号から、位相を90度ずらした局部発振周波数信号が乗算された該Q成分アナログ信号を減算する。上述したように、局部発振周波数信号が乗算されたI成分アナログ信号から、位相を90度ずらした局部発振周波数信号が乗算されたQ成分アナログ信号が減算された信号を高周波信号と呼ぶ。

本無線通信装置１００は、送信信号に直流成分が含まれるかどうかを判定する（ステップＳ５０６）。例えば、制御部１１０は、送信信号に直流成分が含まれるかどうかを判定する。例えば、制御部１１０は、デジタル信号処理の過程で直流成分が生成されるかどうかに基づいて送信信号に直流成分が含まれるかどうかを判定してもよいし、送信信号を平均化することにより直流成分が生成されるかどうかに基づいて送信信号に直流成分が含まれるかどうかを判定してもよい。

送信信号に直流成分が含まれると判定される場合（ステップＳ５０６：ＮＯ）、本無線通信装置１００は、高周波信号を分配する（ステップＳ５０８）。例えば、分配部１０３０は、高周波信号を２に分配する。

本無線通信装置１００は、ステップＳ５０８により分配された分配信号（高周波信号）に基づいて、直流成分の電力及び位相を求める（ステップＳ５１０）。例えば、検波回路１０３８は、局部発振周波数信号に基づいて、高周波信号をダウンコンバートし、直流成分の電力及び位相を検出する。

本無線通信装置１００は、直流成分の電力と同じ電力を有し、かつ該直流成分の位相と逆位相となる局部発振周波数信号と同じ周波数となる正弦波（補正信号）を生成する（ステップＳ５１２）。例えば、補正回路１０４０は、検波回路１０３８により入力された直流成分の電力及び位相に基づいて、該直流成分の電力と同じ電力を有し、かつ該直流成分の位相と逆位相となる、局部発振周波数信号と同じ周波数となる正弦波（補正信号）を発生する。

本無線通信装置１００は、補正信号により、高周波信号を補正する（ステップＳ５１４）。例えば、加算部１０３２は、分配部１０３０により入力される他の分配信号（高周波信号）と、補正回路１０４０により入力される補正信号とを加算する。

本無線通信装置１００は、補正信号により補正された高周波信号を送信する（ステップＳ５１６）。加算部１０３２により補正信号が加算（合成）された高周波信号は、電力増幅器１０４により電力増幅され、アンテナ１０８から送信される。

ステップＳ５０６により送信信号に直流成分が含まれないと判定される場合（ステップＳ５０６：ＹＥＳ）、本無線通信装置１００は、高周波信号を送信する（ステップＳ５１８）。ミキサ１０２８により出力される高周波信号は、電力増幅器１０４により電力増幅され、アンテナ１０８から無線送信される。送信信号に直流成分が含まれないと判定される場合には、分配器１０３０、検波回路１０３８、及び補正回路１０４０は動作しないように、制御部１１０により制御されるためである。

本無線通信装置によれば、直交変調された送信データが無線周波数に周波数変換された高周波信号から直流成分を除去できる。該直流成分は、該高調波信号に基づいて生成される。高周波信号から直流成分を除去できるため、同相成分と直交成分とが完全な直交関係にない回路を無線通信装置が有していた場合であっても、直流成分を除去できる。直流成分を除去できるため、直流成分と所望周波数成分との間の相互変調により生成される信号、及び直流成分と不要輻射成分との間の相互変調により生成される信号の生成を低減できる。

＜変形例（その１）＞
＜無線通信装置＞
図６は、本実施例に従った無線通信装置１００を示す。図６には、主に無線部の構成が示される。

本実施例に従った無線通信装置１００は、図３を参照して説明した無線通信装置において、ミキサ１０２８により出力される高周波信号が加算部１０３２に入力される。また、該加算部１０３２の出力信号が分配器１０３０に入力され、該分配器１０３０により複数に分配される。

＜本無線通信装置の動作＞
図７、及び図８は、本無線通信装置の動作を示すフローチャートである。

図７は、本無線通信装置１００により無線送信が開始された直後の動作を示す。図８は、本無線通信装置１００により無線送信が開始され、或る程度時間が経過した場合の動作を示す。該ある程度の時間は、高周波信号が補正信号により補正される一周期であってもよい。

無線送信が開始された直後の本無線通信装置１００の動作について説明する。

図７において、ステップＳ７０２−Ｓ７０６までの処理は、図５を参照して説明したステップＳ５０２−Ｓ５０６までの処理と同様である。

ステップＳ７０８以降の処理について説明する。

本無線通信装置１００は、高周波信号を分配する（ステップＳ７０８）。例えば、分配部１０３０は、高周波信号を２に分配する。ミキサ１０２８の出力信号は、加算器１０３２に入力されるが、無線通信が開始された直後には該加算器１０３２には補正信号が入力されない。従って、該高周波信号は分配器１０３０に入力される。

本無線通信装置１００は、ステップＳ７０８により分配された分配信号（高周波信号）に基づいて、直流成分の電力及び位相を求める（ステップＳ７１０）。例えば、検波回路１０３８は、局部発振周波数信号に基づいて、高周波信号をダウンコンバートし、直流成分の電力及び位相を検出する。

本無線通信装置１００は、直流成分の電力と同じ電力を有し、かつ該直流成分の位相と逆位相となる局部発振周波数信号と同じ周波数となる正弦波（補正信号）を生成する（ステップＳ７１２）。例えば、補正回路１０４０は、検波回路１０３８により入力された直流成分の電力及び位相に基づいて、該直流成分の電力と同じ電力を有し、かつ該直流成分の位相と逆位相となる、局部発振周波数信号と同じ周波数となる正弦波（補正信号）を発生する。

本無線通信装置１００は、ステップ７０８により分配された他の分配信号（高周波信号を送信する（ステップＳ７１６）。分配部１０３０により出力される他の分配信号（高周波信号）は、電力増幅器１０４により電力増幅され、アンテナ１０８から送信される。

ステップＳ７０６により送信信号に直流成分が含まれないと判定される場合（ステップＳ７０６：ＹＥＳ）、本無線通信装置１００は、高周波信号を送信する（ステップＳ７１６）。ミキサ１０２８により出力される高周波信号は、電力増幅器１０４により電力増幅され、アンテナ１０８から送信される。送信信号に直流成分が含まれないと判定される場合には、分配器１０３０、検波回路１０３８、及び補正回路１０４０は動作しないように、制御部１１０により制御される。

或る程度時間が経過した場合の本無線通信装置１００の動作について説明する。

図８において、ステップＳ８０２−Ｓ８０６までの処理は、図５を参照して説明したステップＳ５０２−Ｓ５０６までの処理と同様である。

送信信号に直流成分が含まれると判定される場合（ステップＳ８０６：ＮＯ）、本無線通信装置１００は、高周波信号を補正信号により補正する（ステップＳ８０８）。例えば、加算部１０３２は、高周波信号と、補正回路１０４０により入力される補正信号とを加算する。該加算処理に使用される補正信号は、図７に示したフローの直後は、図７のステップＳ７１２により生成されたものであってもよい。

本無線通信装置１００は、ステップＳ８０８により補正信号により補正された高周調信号を分配する（ステップＳ８１０）。例えば、分配部１０３０は、加算部１０３２により補正信号により補正された高周波信号を２に分配する。

本無線通信装置１００は、ステップＳ８１０により分配された分配信号（高周波信号）に基づいて、直流成分の電力及び位相を求める（ステップＳ８１２）。例えば、検波回路１０３８は、局部発振周波数信号に基づいて、高周波信号の直流成分の電力及び位相を検出する。

本無線通信装置１００は、直流成分の電力と同じ電力を有し、かつ該直流成分の位相と逆位相となる局部発振周波数信号と同じ周波数となる正弦波（補正信号）を生成する（ステップＳ８１４）。例えば、補正回路１０４０は、検波回路１０３８により入力された高周波信号の直流成分の電力及び位相に基づいて、該高周波信号の直流成分の電力と同じ電力を有し、かつ該直流成分の位相と逆位相となる、局部発振周波数信号と同じ周波数となる正弦波を発生する。

本無線通信装置１００は、補正信号により補正された高周波信号を送信する（ステップＳ８１６）。分配器１０３０により分配された他の分配信号（高周波信号）は、電力増幅器１０４により電力増幅され、アンテナ１０８から送信される。

ステップＳ８０６により送信信号に直流成分が含まれないと判定される場合（ステップＳ８０６：ＹＥＳ）、本無線通信装置１００は、高周波信号を送信する（ステップＳ８１８）。ミキサ１０２８により出力される高周波信号は、電力増幅器１０４により電力増幅され、アンテナ１０８から送信される。送信信号に直流成分が含まれないと判定される場合には、分配器１０３０、検波回路１０３８、及び補正回路１０４０は動作しないように、制御部１１０により制御されるためである。

図８に示したフローの直後以降は、ステップＳ８０８の加算処理に使用される補正信号は、ステップＳ８１４により生成されたものが使用される。

本無線通信装置によれば、高周波信号から直流成分を除去できる。該高周波信号は、直交変調された送信データが無線周波数に周波数変換されたものである。該直流成分は、補正信号により直流成分が低減された高周波信号に基づいて生成される。補正信号により直流成分が低減された高周波信号に基づいて直流成分を生成できるため、さらに直流成分を低減できる。また、無線送信が行われる際に、素子の温度が変化し、素子の特性が変化する場合がある。素子の特性が変化した場合でも、随時、該特性の変化により生じる直流成分を除去できる。

高周波信号から直流成分を除去できるため、同相成分と直交成分とが完全な直交関係にない回路を無線通信装置が有していた場合であっても、直流成分を除去できる。直流成分を除去できるため、直流成分と所望周波数成分との間の相互変調により生成される信号、及び直流成分と不要輻射成分との間の相互変調により生成される信号の生成を低減できる。

＜変形例（その２）＞
＜無線通信装置＞
図９は、本実施例に従った無線通信装置１００を示す。図９には、主に無線部の構成が示される。

本実施例に従った無線通信装置１００は、図３を参照して説明した無線通信装置において、変調器１０２２により出力される変調信号が加算部１０３２に入力される。また、該加算部１０３２の出力信号がデジタル／アナログ変換器１０２４に入力される。

検波回路１０３８は、局部発振器１０３６により入力される局部発振周波数信号に基づいて、高周波信号の直流成分の電力を検出する。例えば、検波回路１０３８は、分配器１０３０により入力された高周波信号から元の信号を復元する。該元の信号は、フィルタ１０２６の出力信号に相当する信号を意味する。換言すれば、検波回路１０３８は、高周波信号をダウンコンバートする。検波回路１０３８は、ダウンコンバートされた高周波信号に基づいて、該高周波信号の直流成分の電力を検出する。直流成分は、ミキサ１０２８により局部発振周波数信号が変調信号に乗算される際に生じる。ミキサ１０２８からの高周波信号を変調信号にダウンコンバートすることにより、直流成分を検出できる。検波回路１０３８は、補正回路１０４０に、高調波信号の直流成分の電力を入力する。

補正回路１０４０は、検波回路１０３８と接続される。補正回路１０４０には、検波回路１０３８により高周波信号の直流成分の電力が入力される。補正回路１０４０は、検波回路１０３８により入力された高周波信号の直流成分の電力に基づいて、該直流成分の電力と同じ電力を示すＩ成分の変調信号と、Q成分の変調信号を発生する。該I成分の変調信号、及びQ成分の変調信号を、それぞれ、「I成分補正信号」、及び「Q成分補正信号」と呼ぶ。補正回路１０４０は、加算部１０３２に、「I成分補正信号」、及び「Q成分補正信号」を入力する。

加算部１０３２は、変調器１０２２と、補正回路１０４０と、デジタル／アナログ変換器１０２４と接続される。加算器１０３２は、変調器１０２２により入力されるI成分変調信号、及びQ成分変調信号から、それぞれ補正回路１０４０により入力されるＩ成分補正信号、及びQ成分補正信号を反転させた信号を加算する。該加算処理により、I成分変調信号からI成分の直流成分か除去され、Q成分変調信号からQ成分の直流成分が除去される。加算部１０３２は、I成分変調信号からI成分の直流成分が除去された信号、及びQ成分変調信号からQ成分の直流成分が除去された信号をデジタル／アナログ変換器１０２４に入力する。

＜本無線通信装置の動作＞
図１０、及び図１１は、本無線通信装置の動作を示すフローチャートである。

図１０は、本無線通信装置１００により無線送信が開始された直後の動作を示す。図１１は、本無線通信装置１００により無線送信が開始され、或る程度時間が経過した場合の動作を示す。該ある程度の時間は、高周波信号が補正信号により補正される一周期であってもよい。

無線送信が開始された直後の本無線通信装置１００の動作について説明する。

本無線通信装置１００は、送信データを直交変調する（ステップＳ１００２）。例えば、変調器１０２２は、送信データに対して直交変調を行う。該送信データには、I成分とQ成分のデジタル信号が含まれてもよい。変調部１０２２から、I成分変調信号とQ成分変調信号が出力される。

本無線通信装置１００は、送信信号に直流成分が含まれるかどうかを判定する（ステップＳ１００４）。例えば、制御部１１０は、送信信号に直流成分が含まれるかどうかを判定する。

本無線通信装置１００は、直交変調された送信データに局部発振周波数信号を乗算し、高周波信号を生成する（ステップＳ１００６）。例えば、ミキサ１０２８は、I成分アナログ信号と局部発振周波数信号とを乗算する。該I成分アナログ信号は、I成分変調信号がアナログ信号に変換され、帯域制限されたものである。また、ミキサ１０２８は、Q成分アナログ信号と局部発振周波数信号の位相を90度ずらした局部発振周波数信号とを乗算する。該Q成分アナログ信号は、Q成分変調信号がアナログ信号に変換され、帯域制限されたものである。ミキサ１０２８は、局部発振周波数信号が乗算された該I成分アナログ信号から、位相を90度ずらした局部発振周波数信号が乗算された該Q成分アナログ信号を減算する。上述したように、局部発振周波数信号が乗算されたI成分アナログ信号から、位相を90度ずらした局部発振周波数信号が乗算されたQ成分アナログ信号が減算された信号を高周波信号と呼ぶ。

本無線通信装置１００は、高周波信号を分配する（ステップＳ１００８）。例えば、分配部１０３０は、高周波信号を２に分配する。該分配信号は、増幅器１０３４と、検波回路１０３８に入力される。

本無線通信装置１００は、ステップＳ１００８により分配された分配信号（高周波信号）に基づいて、直流成分の電力を求める（ステップＳ１０１０）。例えば、検波回路１０３８は、局部発振周波数信号に基づいて、高周波信号をダウンコンバートし、直流成分の電力を検出する。

本無線通信装置１００は、直流成分の電力と同じ電力を示すI成分の変調信号、及びQ成分の変調信号を生成する（ステップＳ１０１２）。例えば、補正回路１０４０は、検波回路１０３８により入力された直流成分の電力に基づいて、該直流成分の電力と同じ電力を示すI成分の変調信号（I成分補正信号）、及びQ成分の変調信号（Q成分補正信号）を生成する。

本無線通信装置１００は、ステップ１００６により生成された他の分配信号（高周波信号を送信する（ステップＳ１０１４）。分配部１０３０により出力される他の分配信号（高周波信号）は、電力増幅器１０４により電力増幅され、アンテナ１０８から送信される。

ステップＳ１００４により送信信号に直流成分が含まれないと判定される場合（ステップＳ１００４：ＹＥＳ）、本無線通信装置１００は、高周波信号を送信する（ステップＳ１０１６）。ミキサ１０２８により出力される高周波信号は、電力増幅器１０４により電力増幅され、アンテナ１０８から送信される。送信信号に直流成分が含まれないと判定される場合には、分配器１０３０、検波回路１０３８、及び補正回路１０４０は動作しないように、制御部１１０により制御される。

或る程度時間が経過した場合の本無線通信装置１００の動作について説明する。

本無線通信装置１００は、送信データを直交変調する（ステップＳ１１０２）。例えば、変調器１０２２は、送信データに対して直交変調を行う。該送信データには、I成分とQ成分のデジタル信号が含まれてもよい。変調部１０２２から、I成分変調信号とQ成分変調信号が出力される。

本無線通信装置１００は、送信信号に直流成分が含まれるかどうかを判定する（ステップＳ１１０４）。例えば、制御部１１０は、送信信号に直流成分が含まれるかどうかを判定する。

送信信号に直流成分が含まれると判定される場合（ステップＳ１１０４：ＮＯ）、本無線通信装置１００は、補正信号により、直交変調された送信データを補正する（ステップＳ１１０６）。例えば、加算部１０３２は、直交変調された送信データと、補正回路１０４０により入力される補正信号とを加算する。具体的には、変調器１０２２により出力されるI成分変調信号と補正回路により出力されるI成分補正信号とを加算し、変調器１０２２により出力されるQ成分変調信号と補正回路により出力されるQ成分補正信号とを加算する。該加算処理に使用されるI成分補正信号、及びQ成分補正信号は、図１０に示したフローの直後は、図１０のステップＳ１０１２により生成されたものであってもよい。

本無線通信装置１００は、補正信号が加算された変調信号に局部発振周波数信号を乗算し、高周波信号を生成する（ステップＳ１１０８）。例えば、ミキサ１０２８は、I成分アナログ信号と局部発振周波数信号とを乗算する。また、ミキサ１０２８は、Q成分アナログ信号と局部発振周波数信号の位相を90度ずらした局部発振周波数信号とを乗算する。ミキサ１０２８は、局部発振周波数信号が乗算された該I成分アナログ信号から、位相を90度ずらした局部発振周波数信号が乗算された該Q成分アナログ信号を減算する。上述したように、局部発振周波数信号が乗算されたI成分アナログ信号から、位相を90度ずらした局部発振周波数信号が乗算されたQ成分アナログ信号が減算された信号を高周波信号と呼ぶ。

本無線通信装置１００は、高周波信号を分配する（ステップＳ１０１０）。例えば、分配部１０３０は、高周波信号を２に分配する。

本無線通信装置１００は、ステップＳ１０１０により分配された分配信号（高周波信号）に基づいて、直流成分の電力を求める（ステップＳ１１１２）。例えば、検波回路１０３８は、局部発振周波数信号に基づいて、変調信号の直流成分の電力及び位相を検出する。

本無線通信装置１００は、直流成分の電力と同じ電力を示すI成分の変調信号（I成分補正信号）、及びQ成分の変調信号（Q成分補正信号）を生成する（ステップＳ１１１４）。例えば、補正回路１０４０は、検波回路１０３８により入力された変調信号の直流成分の電力に基づいて、該直流成分の電力を示すI成分の変調信号（I成分補正信号）、及びQ成分の変調信号（Q成分補正信号）を生成する。

本無線通信装置１００は、ステップＳ１１１０により分配された他の分配信号（高周波信号）を送信する（ステップＳ１１１６）。ミキサ１０２８から出力される高周波信号は、電力増幅器１０４により電力増幅され、アンテナ１０８から送信される。

ステップＳ１１０４により送信信号に直流成分が含まれないと判定される場合（ステップＳ１１０４：ＹＥＳ）、本無線通信装置１００は、直交変調された送信データに局部発振周波数信号を乗算し、高周波信号を生成する（ステップＳ１１１８）。例えば、ミキサ１０２８は、I成分アナログ信号と局部発振周波数信号とを乗算する。また、ミキサ１０２８は、Q成分アナログ信号と局部発振周波数信号の位相を90度ずらした局部発振周波数信号とを乗算する。ミキサ１０２８は、局部発振周波数信号が乗算された該I成分アナログ信号から、位相を90度ずらした局部発振周波数信号が乗算された該Q成分アナログ信号を減算する。上述したように、局部発振周波数信号が乗算されたI成分アナログ信号から、位相を90度ずらした局部発振周波数信号が乗算されたQ成分アナログ信号が減算された信号を高周波信号と呼ぶ。

本無線通信装置１００は、高周波信号を送信する（ステップＳ１１２０）。分配器１０３０により出力される高周波信号は、電力増幅器１０４により電力増幅され、アンテナ１０８から送信される。送信信号に直流成分が含まれないと判定される場合には、分配器１０３０、検波回路１０３８、及び補正回路１０４０は動作しないように、制御部１１０により制御されるためである。

図１０に示したフローの直後以降は、ステップＳ１１０６の加算処理に使用されるI成分補正信号、及びQ成分補正信号は、ステップＳ１１１４により生成されたものが使用される。

本無線通信装置によれば、高周波信号から直流成分を除去できる。該高周波信号は、直交変調された送信データが無線周波数に周波数変換されたものである。該直流成分は、補正信号により直流成分が低減された変調信号をアップコンバートした高周波信号に基づいて生成される。補正信号により直流成分が低減された変調信号をアップコンバートした高周波信号に基づいて直流成分を生成できるため、さらに直流成分を低減できる。また、無線送信が行われる際に、素子の温度が変化し、素子の特性が変化する場合がある。素子の特性が変化した場合でも、随時、該特性の変化により生じる直流成分を除去できる。

高周波信号から直流成分を除去できるため、同相成分と直交成分とが完全な直交関係にない回路を無線通信装置が有していた場合であっても、直流成分を除去できる。直流成分を除去できるため、直流成分と所望周波数成分との間の相互変調により生成される信号、及び直流成分と不要輻射成分との間の相互変調により生成される信号の生成を低減できる。

上述した実施例において、デジタル信号処理部１０２１は、デジタル／アナログ変換器１０２４と、変調器１０２２との間であってもよい。換言すれば、デジタル信号処理部１０２１により処理された信号がデジタル／アナログ変換器１０２４に入力されるものであれば、どの位置に配置されてもよい。

以上の実施例を含む実施形態に関し、以下の項目を開示する。

（１）直交変調された送信データに、局部発振周波数信号を乗算し、高周波信号を出力するミキサと、
前記高周波信号を分配する分配部と、
該分配部により分配された高周波信号に基づいて、該高周波信号に含まれる直流成分を検波する検波回路と、
該検波回路により検波された直流成分に基づいて、前記高周波信号から直流成分を除去するための補正信号を生成する補正回路としての補正信号生成部と、
該補正信号生成部により生成された補正信号により、前記高周波信号を補正する加算部としての補正部と、
該補正部により補正された高周波信号を送信する送信部と
を有する。

分配部により分配された高周波信号の直流成分を検波し、該検波により検波された直流成分に基づいて、前記高周波信号から直流成分を除去するための補正信号を生成する。該生成された補正信号を、高周波信号から除去することにより、該高周波信号から直流成分を除去できる。例えば、高周波信号の直流成分の電力及び位相を検波し、該検波により検波された直流成分の電力及び位相に基づいて、該直流成分の電力と同様の電力を有し、該位相とは逆の位相となる正弦波を生成する。該正弦波を、高周波信号から除去することにより、該高周波信号から直流成分を除去できる。

（２）（１）に記載の無線通信装置において、
前記補正部は、前記補正信号生成部により生成すべき補正信号により、前記分配部により出力される高周波信号を補正する。

本構成により、分配部により出力されるべき高周波信号から直流成分を除去できる。

（３）（１）に記載の無線通信装置において、
前記補正部は、前記補正信号生成部により生成すべき補正信号により、前記ミキサにより出力される高周波信号を補正し、
前記分配部は、前記補正部により補正された高周波信号を分配する。

本構成により、ミキサにより出力されるべき高周波信号から直流成分を除去できる。該直流成分は、直流成分が除去された高周波信号に基づいて生成される。

（４）（１）に記載の無線通信装置において、
前記補正部は、前記補正信号生成部により生成すべき補正信号により、前記直交変調された送信データを補正し、
前記ミキサは、前記補正部により補正された送信データに、局部発振周波数信号を乗算し、高周波信号を出力する。

本構成により、直交変調された送信データから直流成分を除去できる。該直流成分は、直流成分が除去された変調信号が周波数変換された高周波信号に基づいて生成される。

（５）直交変調された送信データに、局部発振周波数信号を乗算し、高周波信号を生成する高周波信号生成ステップと、
前記高周波信号を分配する分配ステップと、
該分配ステップにより分配された高周波信号に基づいて、該高周波信号に含まれる直流成分を検波する検波ステップと、
該検波ステップにより検波された直流成分に基づいて、前記高周波信号から直流成分を除去するための補正信号を生成する補正信号生成ステップと、
該補正信号生成ステップにより生成された補正信号により、前記高周波信号を補正する補正ステップと、
該補正ステップにより補正された高周波信号を送信する送信ステップと
を有する。

説明の便宜上、発明の理解を促すため具体的な数値例を用いて説明されるが、特に断りのない限り、それらの数値は単なる一例に過ぎず適切な如何なる値が使用されてよい。

以上、本発明は特定の実施例を参照しながら説明されてきたが、各実施例は単なる例示に過ぎず、当業者は様々な変形例、修正例、代替例、置換例等を理解するであろう。説明の便宜上、本発明の実施例に係る装置は機能的なブロック図を用いて説明されたが、そのような装置はハードウエアで、ソフトウエアで又はそれらの組み合わせで実現されてもよい。本発明は上記実施例に限定されず、本発明の精神から逸脱することなく、様々な変形例、修正例、代替例、置換例等が包含される。

１００ 無線通信装置
１０２ 無線部
１０４ 電力増幅器
１０６ デュプレクサ(Duplexer)
１０８ アンテナ
１１０ 制御部
１０２１ デジタル信号処理部
１０２２ 変調器(MOD: Modulator)
１０２４ デジタル／アナログ変換器(Digital-to-Analog Converter)
１０２６ フィルタ
１０２８ ミキサ
１０２８２ 乗算器
１０２８４ 位相シフト部
１０２８６ 乗算器
１０２８８ 加算器
１０３０ 分配器
１０３２ 加算器
１０３４ 増幅器
１０３６ 局部発振器
１０３８ 検波回路
１０４０ 補正回路
１０４２ 復調回路

Claims (5)

1. 送信データがデジタル信号処理される際、または送信信号を平均化することにより直流成分が生成されたかどうかを判定する判定部と、
   直交変調された送信データに、局部発振周波数信号を乗算し、高周波信号を出力するミキサと、
   前記ミキサにより出力されるべき高周波信号を分配し、第１の高周波信号と、第２の高周波信号とを生成する分配部と、
   該分配部により分配された前記第１の高周波信号に基づいて、該第１の高周波信号の直流成分を検波する検波回路と、
   該検波回路により検波された第１の高周波信号の直流成分に基づいて、前記第２の高周波信号から直流成分を除去するための補正信号を生成する補正信号生成部と、
   該補正信号生成部により生成された補正信号により、前記第２の高周波信号を補正する補正部と、
   前記判定部により直流成分が生成されたと判定された場合に、前記検波回路、補正信号生成部、及び補正部を動作させないように制御する制御部と、
   前記補正部により補正された第２の高周波信号を送信する送信部と
   を有する無線通信装置。
2. 請求項１に記載の無線通信装置において、
   前記補正部は、前記補正信号生成部により生成されるべき補正信号により、前記分配部により出力される第２の高周波信号を補正する無線通信装置。
3. 請求項１に記載の無線通信装置において、
   前記補正部は、前記補正信号生成部により生成されるべき補正信号により、前記ミキサにより出力される高周波信号を補正し、
   前記分配部は、前記補正部により補正された高周波信号を分配する無線通信装置。
4. 請求項１に記載の無線通信装置において、
   前記補正部は、前記補正信号生成部により生成されるべき補正信号により、前記直交変調された送信データを補正し、
   前記ミキサは、前記補正部により補正された送信データに、局部発振周波数信号を乗算し、高周波信号を出力する無線通信装置。
5. 送信データがデジタル信号処理される際、または送信信号を平均化することにより直流成分が生成されたかどうかを判定する判定ステップと、
   直交変調された送信データに、局部発振周波数信号を乗算し、高周波信号を生成する高周波信号生成ステップと、
   前記高周波信号生成ステップにより生成された高周波信号を、第１の高周波信号と、第２の高周波信号とに分配する分配ステップと、
   該分配ステップにより分配された第１の高周波信号に基づいて、該第１の高周波信号の直流成分を検波する検波ステップと、
   該検波ステップにより検波された第１の高周波信号の直流成分に基づいて、前記第２の高周波信号から直流成分を除去するための補正信号を生成する補正信号生成ステップと、
   該補正信号生成ステップにより生成された補正信号により、前記第２の高周波信号を補正する補正ステップと、
   該補正ステップにより補正された第２の高周波信号を送信する送信ステップと
   を有し、
   前記判定ステップにより直流成分が生成されたと判定された場合に、前記検波ステップ、補正信号生成ステップ、及び補正ステップが実行されない無線通信装置における無線通信方法。

Images