直流オフセット補正装置
【課題】 連続的な信号を受信する場合であっても、受信レベルや環境条件の変化にも対応してＤＣオフセットを補正したい。
【解決手段】 可変利得増幅器２０は、入力したアナログ信号に対して、可変に設定される利得の値での増幅を実行する。第２ミキサ２２と第３ミキサ４０は、増幅したアナログ信号をベースバンドのアナログ信号に変換する。第１ＡＤ部３０と第２ＡＤ部４４は、ベースバンドのアナログ信号をデジタル信号に変換する。記憶部３４は、デジタル信号に含まれるべき直流オフセットの値と、利得の値との関係を記憶する。オフセット補正部３６は、記憶部３４に記憶された関係を参照しながら、利得の値に対応した直流オフセットの値を特定し、特定した直流オフセットの値によって、デジタル信号に含まれた直流オフセットを補正する。
【解決手段】 可変利得増幅器２０は、入力したアナログ信号に対して、可変に設定される利得の値での増幅を実行する。第２ミキサ２２と第３ミキサ４０は、増幅したアナログ信号をベースバンドのアナログ信号に変換する。第１ＡＤ部３０と第２ＡＤ部４４は、ベースバンドのアナログ信号をデジタル信号に変換する。記憶部３４は、デジタル信号に含まれるべき直流オフセットの値と、利得の値との関係を記憶する。オフセット補正部３６は、記憶部３４に記憶された関係を参照しながら、利得の値に対応した直流オフセットの値を特定し、特定した直流オフセットの値によって、デジタル信号に含まれた直流オフセットを補正する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直流オフセット補正技術に関し、特に受信した信号に含まれる直流オフセットを補正する直流オフセット補正装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信システムにおける受信装置は、無線周波数の信号を受信する。無線周波数の信号には、増幅器による増幅がなされた後に、周波数変換がなされる。その際、ミキサが、局部発振器からの基準搬送波を使用しながら、無線周波数の信号に対する周波数変換を実行する。ミキサにおいて、局部発振器側と増幅器側のアイソレーションは、一般的に無限大ではないので、基準搬送波は、増幅器側にリークし、増幅器において反射され、ミキサに再び入力される。再びミキサに入力された基準搬送波は、局部発振器からの基準搬送波と同一の周波数であるので、周波数変換された信号に直流オフセット（以下、「ＤＣオフセット」という）が生じる。さらに、増幅器のゲインが変更した場合、増幅器の出力インピーダンスも変化する。その結果、増幅器における反射量も変化するので、再びミキサに入力される基準搬送波の強度も変化する。すなわち、ＤＣオフセットの値が、ゲインの値に応じて変化する（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平１０−１３４８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
以上のようなＤＣオフセット影響を低減するために、特許文献１においては、ＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）において割り当てられていないタイムスロットを利用しながら、適宜ＤＣオフセット値を測定し、測定したＤＣオフセット値によって、補正を実行する。すなわち、これは、適宜ＤＣオフセット値を測定することによって、ゲインの値の変化に対するＤＣオフセット値の変化に追従している。一方、インマルサットのような衛星通信システムにおいて、受信装置は、連続的な信号を受信する。そのため、当該受信装置は、前述のＤＣオフセット値を測定するための期間を有していない。また、フェージングの影響や陸上局の切りかえによって、受信した信号の強度が変化するので、ゲインの値も変化する。そのため、連続的な信号を受信する受信装置においても、ＤＣオフセットの影響が発生する。
【０００４】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、連続的な信号を受信する場合であっても、受信レベルや環境条件の変化にも対応してＤＣオフセットを補正する直流オフセット補正装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の直流オフセット補正装置は、入力した第１の周波数のアナログ信号に対して、可変に設定される利得の値での増幅を実行する増幅部と、増幅部において増幅した第１の周波数のアナログ信号を第２の周波数のアナログ信号に変換する周波数変換部と、周波数変換部において変換したアナログ信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換部と、ＡＤ変換部において変換したデジタル信号に含まれるべき直流オフセットの値と、増幅部にて設定されるべき利得の値との関係を記憶する記憶部と、記憶部に記憶された関係を参照しながら、増幅部にて設定された利得の値に対応した直流オフセットの値を特定し、特定した直流オフセットの値によって、ＡＤ変換部において変換したデジタル信号に含まれた直流オフセットを補正するオフセット補正部と、を備える。
【０００６】
「第１の周波数」と「第２の周波数」は、無線周波数、中間周波数、ベースバンドのうちの任意のものでよい。また、中間周波数は、第１中間周波数、第２中間周波数であってもよい。ここで、「第２の周波数」は、一般的に「第１の周波数」よりも低い周波数であるとする。
【０００７】
この態様によると、直流オフセットの値と利得の値との関係を予め記憶しており、この関係を使用しながら、現在の利得の値に対応した直流オフセットの値によって、デジタル信号に含まれた直流オフセットを補正するので、逐次補正を実行できる。
【０００８】
通信が開始される前に、増幅部における利得の値の設定を変化させながら、ＡＤ変換部において変換したデジタル信号に含まれた直流オフセットの値を測定する手段と、設定された利得の値と、測定した直流オフセットの値とを対応づけながら記憶部に記憶させる手段とを含むオフセット推定部をさらに備えてもよい。増幅部において入力される第１の周波数のアナログ信号は、連続信号であってもよい。この場合、直流オフセットの値と利得の値との関係を予め測定するので、連続信号に含まれた直流オフセットの値を補正できる。
【０００９】
オフセット推定部は、通信中に、増幅部にて設定された利得の値に対する直流オフセットの値を測定する手段と、設定された利得の値と測定した直流オフセットの値との関係が、記憶部に記憶された関係と異なっていれば、記憶部に記憶された関係を更新する手段とを含んでもよい。この場合、利得の値と直流オフセットの値との関係を更新するので、これらの関係の変化に追従できる。
【００１０】
受信装置の温度を測定する温度測定部をさらに備えてもよい。オフセット推定部は、温度測定部において測定された温度の変化がしきい値よりも大きくなった場合に、増幅部にて設定された利得の値に対する直流オフセットの値を測定する手段と、設定された利得の値と測定した直流オフセットの値との関係が、記憶部に記憶された関係と異なっていれば、記憶部に記憶された関係を更新する手段とを含んでもよい。この場合、温度の変化が大きくなったときに、利得の値と直流オフセットの値との関係を更新するので、温度の変化にもとづく、利得の値と直流オフセットの値との関係の変化に追従できる。
【００１１】
記憶部は、オフセット推定部において測定された直流オフセットの値と、増幅部にて設定された利得の値とを含むように、直流オフセットの値と利得の値との関係を近似式の形によって記憶しており、オフセット推定部は、記憶部に記憶された関係を更新する際に、新たに測定された直流オフセットの値に対応するように、近似式を平行移動させてもよい。この場合、直流オフセットの値と利得の値との関係を近似式の形によって記憶するので、測定していない利得の値に対しても、直流オフセットの値を導出できる。また、近似式を平行移動させるので、処理を容易にできる。
【００１２】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、連続的な信号を受信する場合であっても、受信レベルや環境条件の変化にも対応してＤＣオフセットを補正できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明を具体的に説明する前に、概要を述べる。本発明の実施例は、インマルサットにおける移動局のごとく、連続した信号を受信する受信装置に関する。受信装置によって受信される信号の強度は変化するので、受信装置は、内部に備えたＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）によってゲインを調節しながら、受信した信号を増幅する。また、受信装置は、増幅した信号の周波数をベースバンドへ周波数変換する。その結果、ベースバンドの信号には、ＤＣオフセットが生じる。本実施例に係る受信装置は、連続した信号を受信する場合であっても、ＤＣオフセットを補正するために以下のように動作する。
【００１５】
受信装置は、起動する際、すなわち通信の開始前に、ゲインの値を変化させながら、そのときのＤＣオフセット値を測定する。例えば、ゲインの値を「３ｄＢ」、「５ｄＢ」等のように変化させ、そのときのＤＣオフセット値が測定される。また、設定されたゲインの値とＤＣオフセット値は、ひとつの関係として対応づけられる。さらに、複数の関係から、所定の近似式が導出される。最終的に、近似式は記憶される。通信開始後、受信装置は、ＡＧＣによって設定されたゲインの値を取得する。予め記憶された近似式を参照しながら、受信装置は、取得したゲインの値に対応したＤＣオフセット値を特定する。さらに、受信装置は、特定したＤＣオフセット値によって、ベースバンドの信号に含まれたＤＣオフセットを補正する。
【００１６】
図１は、本発明の実施例に係る受信装置１００の構成を示す。受信装置１００は、アンテナ１０、ＬＮＡ（Ｌｏｗ Ｎｏｉｓｅ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）部１２、第１ミキサ１４、第１局部発振器１６、ＢＰＦ（Ｂａｎｄ−Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）部１８、可変利得増幅器２０、第２ミキサ２２、第２局部発振器２４、π／２移相器２６、第１ＬＰＦ（Ｌｏｗ−Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）部２８、第１ＡＤ部３０、オフセット推定部３２、記憶部３４、オフセット補正部３６、デジタル処理部３８、第３ミキサ４０、第２ＬＰＦ部４２、第２ＡＤ部４４、制御部４６を含む。
【００１７】
ＬＮＡ部１２は、アンテナ１０において受信した無線周波数の信号を増幅する。無線周波数の信号は、連続的なアナログ信号である。ここで、ＬＮＡ部１２におけるゲインは、予め定められているものとする。第１ミキサ１４は、一端において、ＬＮＡ部１２にて増幅された無線周波数の信号を入力し、他端において、第１局部発振器１６からの基準搬送波を入力する。第１ミキサ１４は、増幅された無線周波数の信号を中間周波数の信号に周波数変換する。第１局部発振器１６からの基準搬送波は、中間周波数に応じて規定されている。ＢＰＦ部１８は、第１ミキサ１４からの中間周波数の信号のうち、信号成分を通過させる。すなわち、ＢＰＦ部１８は、第１ミキサ１４によって生じた高調波成分を低減させる。
【００１８】
可変利得増幅器２０は、ＢＰＦ部１８からの中間周波数の信号に対して、可変に設定されるゲインでの増幅を実行する。なお、ＢＰＦ部１８からの中間周波数の信号は、アナログ信号である。また、ゲインの値は、後述のデジタル処理部３８によって設定される。第２ミキサ２２と第３ミキサ４０は、可変利得増幅器２０において増幅した中間周波数の信号をベースバンドの信号に周波数変換する。周波数変換を実行するために、第２ミキサ２２は、第２局部発振器２４からの基準搬送波を入力し、第３ミキサ４０は、π／２移相器２６を介して、第２局部発振器２４からの基準搬送波を入力する。π／２移相器２６は、基準搬送波の位相をπ／２だけ変化させる。すなわち、第２ミキサ２２は、ベースバンドの信号のうち、同相成分の信号（以下、「同相信号」という）を出力する。
【００１９】
また、第３ミキサ４０は、ベースバンドの信号のうち、直交成分の信号（以下、「直交信号」という）を出力する。第２ミキサ２２と第３ミキサ４０は、第１ミキサ１４と同様の構成を有する。第１ＬＰＦ部２８は、第２ミキサ２２からの同相信号のうち、低域部分を通過させる。すなわち、第１ＬＰＦ部２８は、第２ミキサ２２によって生じた高調波成分を低減させる。また、第２ＬＰＦ部４２は、第３ミキサ４０からの直交信号のうち、低域部分を通過させる。すなわち、第２ＬＰＦ部４２は、第３ミキサ４０によって生じた高調波成分を低減させる。第１ＡＤ部３０は、第１ＬＰＦ部２８からの同相信号をアナログ信号からデジタル信号に変換する。また、第２ＡＤ部４４は、第２ＬＰＦ部４２からの直交信号をアナログ信号からデジタル信号に変換する。
【００２０】
ここで、図２を使用しながら、第１ＡＤ部３０および第２ＡＤ部４４から出力されるデジタル信号に含まれるＤＣオフセットについて説明する。ここで、ＤＣオフセットの発生原因について、説明する。第２局部発振器２４から出力された基準搬送波は、第２ミキサ２２と第３ミキサ４０におけるリークによって、可変利得増幅器２０に到達し、これが反射されることによって、ＤＣオフセットが発生する。また、同様の現象は、第１局部発振器１６、第１ミキサ１４、ＬＮＡ部１２でも生じる。前述のごとく、可変利得増幅器２０でのゲインの変化によって、これらで生じるＤＣオフセット値も変化する。一方、第１ＬＰＦ部２８、第２ＬＰＦ部４２においても、ＤＣオフセットは生じるが、その際のＤＣオフセットは、可変利得増幅器２０でのゲインに依存しない。
【００２１】
図２は、受信装置１００において補正すべきＤＣオフセットを説明するための図である。図では、同相成分を「Ｉ」軸とし、直交成分を「Ｑ」軸として示す。また、信号は、ＢＰＳＫ（Ｂｉｎａｒｙ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）にて変調されているものとする。ＤＣオフセットが発生していない場合、ＢＰＳＫのコンスタレーションは、図中の丸印によって示される。すなわち、Ｉ軸上の２点として示される。一方、ＤＣオフセットは、図中の「ΔＩ」、「ΔＱ」のごとく示される。ここで、「ΔＩ」は、Ｉ軸におけるＤＣオフセット値であり、「ΔＱ」は、Ｑ軸におけるＤＣオフセット値である。一般的に、これらは、独立の値となる。このようなＤＣオフセットの結果、ＢＰＳＫのコンスタレーションは、図中の×印の位置となる。ＢＰＳＫでは、Ｑ軸をしきい値として信号の判定がなされる。ＤＣオフセットによって、少なくとも一方の信号点がＱ軸と近くなり、誤りの発生確率が上昇する。
【００２２】
図１に戻る。オフセット推定部３２は、通信が開始される前に、可変利得増幅器２０におけるゲインの値の設定を変化させながら、第１ＡＤ部３０と第２ＡＤ部４４において変換したデジタル信号に含まれた直流オフセットの値を測定する。また、オフセット推定部３２は、ＤＣオフセットの値を同相成分と直交成分のそれぞれに対して測定する。そのために、受信装置１００の起動時に、オフセット推定部３２は、デジタル処理部３８から測定開始の指示を受けつける。また、デジタル処理部３８によって、可変利得増幅器２０のゲインの値が設定されるとともに、オフセット推定部３２は、設定された値を受けつける。例えば、ゲインの値は、「３ｄＢ」、「５ｄＢ」というように設定される。オフセット推定部３２は、デジタル信号の値をＤＣオフセット値として取得する。
【００２３】
さらに、オフセット推定部３２は、設定されたゲインの値と、測定したＤＣオフセット値とを対応づける。図３は、オフセット推定部３２において取得されたゲインとＤＣオフセット値との関係を示す。図示のごとく、ゲイン「Ａ１」に対してオフセット値「Ｂ１」が対応づけられている。なお、測定のなされるポイント数は、受信装置１００の起動処理として規定された期間のうち、一部の期間にて測定可能なポイント数となる。図１に戻る。さらに、オフセット推定部３２は、ゲインとオフセット値を含むように、両者の関係を近似式によって近似する。近似式を導出するために、測定ポイントに対して、内挿補間や最小２乗法が実行されてもよい。最終的に、オフセット推定部３２は、設定されたゲインの値と、測定したＤＣオフセット値との関係を近似式として、記憶部３４に記憶させる。
【００２４】
記憶部３４は、オフセット推定部３２から受けつけた関係を近似式の形によって記憶する。図４は、記憶部３４に記憶されたゲインとＤＣオフセット値との関係に対応した近似式を示す。ここでは、説明の明瞭化のために、近似式をグラフによって示すが、実際には、このような近似式に対応した数値が記憶部３４に記憶されている。図の横軸は、ゲインを示し、縦軸は、ＤＣオフセット値を示す。図中の点は、オフセット推定部３２において測定された測定値を示す。図示のごとく、測定値に近くなるように近似式が導出されている。近似式は、内挿補間、最小２乗法等によって導出される。
【００２５】
ゲインが小さい場合、図１の第１ミキサ１４、第２ミキサ２２、第３ミキサ４０において生じるＤＣオフセット値は小さく、第１ＬＰＦ部２８、第２ＬＰＦ部４２において生じるＤＣオフセット値が支配的になる。これらのＤＣオフセット値は、前述のごとく、ゲインの値に依存しないので、ゲインの増加に対して、ほぼ一定のＤＣオフセット値が導出される。一方、ゲインが大きい場合、図１の第１ミキサ１４、第２ミキサ２２、第３ミキサ４０において生じるＤＣオフセット値が支配的になる。そのため、ゲインの増加とともに、ＤＣオフセット値も増加する。図１に戻る。
【００２６】
オフセット補正部３６は、通信中において、記憶部３４に記憶された関係、すなわち近似式を参照しながら、可変利得増幅器２０にて設定されたゲインの値に対応したＤＣオフセット値を特定する。そのために、オフセット補正部３６は、デジタル処理部３８からゲインの値を受けつける。さらに、オフセット補正部３６は、特定したＤＣオフセット値によって、第１ＡＤ部３０と第２ＡＤ部４４からのデジタル信号に含まれたＤＣオフセットを補正する。ここで、オフセット補正部３６は、デジタル信号の値から、特定したＤＣオフセット値を減じることによって、ＤＣオフセットの補正を実行する。なお、以上の処理は、同相成分と直交成分のそれぞれに対して実行される。
【００２７】
デジタル処理部３８は、オフセット補正部３６からデジタル信号に対して、デジタル信号処理を実行する。デジタル信号処理は、任意のものでかまわないが、例えば、復調処理に相当する。また、デジタル処理部３８は、ＡＧＣによるゲインの設定を実行し、設定したゲインの値を可変利得増幅器２０とオフセット補正部３６に出力する。ここで、ゲインの設定は、公知の技術であるので、説明を省略する。さらに、デジタル処理部３８は、オフセット推定部３２における測定のために、可変利得増幅器２０に対するゲインの値の設置を実行する。
【００２８】
この構成のうち、オフセット推定部３２、オフセット補正部３６、デジタル処理部３８は、ハードウエア的には、任意のコンピュータのＣＰＵ、メモリ、その他のＬＳＩで実現でき、ソフトウエア的にはメモリにロードされた通信機能のあるプログラムなどによって実現されるが、ここではそれらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックがハードウエアのみ、ソフトウエアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。
【００２９】
以上の構成による受信装置１００の動作を説明する。図５は、オフセット推定部３２による近似式の導出手順を示すフローチャートである。この処理は、前述のごとく、通信の開始前、例えば起動時に実行される。デジタル処理部３８によってゲインが設定される（Ｓ１０）。オフセット推定部３２は、ＤＣオフセット値を測定し（Ｓ１２）、ゲインとＤＣオフセット値を対応づける（Ｓ１４）。すべてのゲインに対して、以上の処理が終了していなければ（Ｓ１６のＮ）、デジタル処理部３８によってゲインの変更がなされ（Ｓ１８）、ステップ１２からの処理が繰り返し実行される。一方、すべてのゲインに対して、以上の処理が終了していれば（Ｓ１６のＹ）、オフセット推定部３２は、近似式を導出し（Ｓ２０）、近似式を記憶部３４に記憶させる（Ｓ２２）。
【００３０】
図６は、オフセット補正部３６によるＤＣオフセットの補正手順を示すフローチャートである。この処理は、前述のごとく、通信時に実行される。オフセット補正部３６は、デジタル処理部３８からゲインを取得する（Ｓ３０）。ゲインがこれまでの値から変更されていれば（Ｓ３２のＹ）、オフセット補正部３６は、記憶部３４に記憶された近似式を参照しながら、ＤＣオフセット値を取得する（Ｓ３４）。一方、ゲインがこれまでの値から変更されていなければ（Ｓ３２のＮ）、オフセット補正部３６は、既に取得した現在のＤＣオフセット値を維持する（Ｓ３６）。オフセット補正部３６は、ＤＣオフセット値による補正を実行する（Ｓ３８）。
【００３１】
ここまでの説明では、通信中において、記憶部３４に既に記憶された近似式が使用されることによって、ＤＣオフセット値の補正が実行されている。前述のごとく、近似式は、受信装置１００の起動時に導出されている。しかしながら、このように導出された近似式に誤差が生じる場合がある。その一例は、受信装置１００内の温度の変化である。すなわち、受信装置１００内の温度は、一般的に、通信の開始とともに上昇する。また、ＤＣオフセット値は、温度にも依存するので、通信の開始とともに、ＤＣオフセット値も当初の値から変化する。そのため、ＤＣオフセット値の変化に対応するように、受信装置１００は、以下のような処理を実行する。
【００３２】
オフセット推定部３２は、通信中に、可変利得増幅器２０にて設定されたゲインの値に対するＤＣオフセットの値を測定する。なお、受信装置１００の起動時における処理との相違点は、実際の通信において使用されているゲインの値が入力されることである。そのため、ゲインの値がピンポイント的に入力される。オフセット推定部３２は、設定されたゲインの値と測定したＤＣオフセット値との関係が、記憶部３４に記憶された近似式と異なっているかを判定する。具体的には、オフセット推定部３２は、記憶部３４から、現在のゲインの値に対応したＤＣオフセット値（以下、「参照値」という）を取得する。また、オフセット推定部３２は、測定したＤＣオフセット値と参照値とを比較し、それらの差異がしきい値よりも大きければ、両者が異なっていると判定する。
【００３３】
オフセット推定部３２は、両者が異なっていれば、記憶部３４に記憶された近似式を更新する。ここで、近似式の更新を説明を使用するために、図７を使用する。図７は、記憶部３４に記憶されたゲインとＤＣオフセット値との関係に対応した別の近似式を示す。図７の実線は、図４の近似式に対応する。すなわち、起動時に導出された近似式である。ここで、実線上の丸印が、参照値に相当する。一方、図中の×印が、新たに測定されたときのＤＣオフセット値に相当する。
【００３４】
ここで、ＤＣオフセット値と参照値の差異が、しきい値よりも大きいものとする。近似式の更新は、実線が点線になるように実行される。すなわち、新たに測定されたＤＣオフセットの値に対応するように、近似式は平行移動される。ここでは、ＤＣオフセット軸方向に、すなわち上方に、近似式は平行移動される。これは、温度の変化によっても、近似式の傾きの変化は小さく、ＤＣオフセット値そのものの変化が生じるという性質にもとづく。
【００３５】
図８は、オフセット推定部３２による近似式の更新手順を示すフローチャートである。この処理は、前述のごとく、通信時に実行される。オフセット推定部３２は、現在のゲインをデジタル処理部３８から取得し、ＤＣオフセット値も取得する（Ｓ５０）。オフセット推定部３２は、記憶部３４に記憶された近似式と、取得したＤＣオフセット値とを比較する（Ｓ５２）。差異がしきい値より大きければ（Ｓ５４のＹ）、オフセット推定部３２は、近似式を更新する（Ｓ５６）。一方、差異がしきい値より大きくなければ（Ｓ５４のＮ）、オフセット推定部３２は、処理を終了する。なお、以上の処理は、適宜実行される。
【００３６】
本発明の実施例によれば、ＤＣオフセット値とゲインとの関係を予め記憶しており、この関係を使用しながら、現在のゲインに対応したＤＣオフセット値によって、デジタル信号に含まれたＤＣオフセットを補正するので、直ちに補正を実行できる。また、直ちに補正を実行できるので、入力した信号が連続的であっても、補正を実行できる。また、ＤＣオフセット値とゲインとの関係を予め測定するので、通信中の処理を簡略にできる。また、ＤＣオフセット値とゲインとの関係を予め測定するので、通信中の処理のステップ数を削減できる。また、通信中の処理のステップ数を削減できるので、処理を高速にできる。
【００３７】
また、ＤＣオフセット値とゲインとの関係を近似式の形によって記憶するので、測定していないゲインに対しても、ＤＣオフセット値を導出できる。また、近似値として記憶するので、測定すべきポイント数を削減できる。また、測定すべきポイント数を削減できるので、処理を短縮できる。また、ゲインとＤＣオフセット値との関係を更新するので、これらの関係の変化にも追従できる。また、関係を更新するので、温度の変化に伴う、ＤＣオフセット値の変化にも追従できる。また、ＤＣオフセット値の変化に追従できるので、受信特性を向上できる。また、近似式を平行移動させるので、処理を容易にできる。
【００３８】
以上、本発明を実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００３９】
本発明の実施例において、オフセット推定部３２は、通信中においても連続的にＤＣオフセット値を測定している。しかしながらこれに限らず例えば、オフセット推定部３２は、温度変化が大きくなったときにＤＣオフセット値を測定してもよい。受信装置１００には、温度測定部が備えられており、温度測定部は、受信装置１００の温度を測定する。オフセット推定部３２は、温度測定部において測定された温度の変化がしきい値よりも大きくなった場合に、前述の動作を実行することによって、近似式を更新する。本変形例によれば、必要に応じて、近似式を更新するための処理を実行するので、処理量の増加を抑制できる。また、温度の変化が大きくなったときに、ゲインとＤＣオフセット値との関係を更新するので、温度の変化にもとづく、これらの関係の変化にも追従できる。つまり、ＤＣオフセット値が更新されればよい。
【００４０】
本発明の実施例において、受信装置１００は、連続信号を受信している。しかしながらこれに限らず、受信装置１００は、バースト信号を受信してもよい。すなわち、受信される信号の形式によらず、実施例の適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施例に係る受信装置の構成を示す図である。
【図２】図１の受信装置において補正すべきＤＣオフセットを説明するための図である。
【図３】図１のオフセット推定部において取得されたゲインとＤＣオフセット値との関係を示す図である。
【図４】図１の記憶部に記憶されたゲインとＤＣオフセット値との関係に対応した近似式を示す図である。
【図５】図１のオフセット推定部による近似式の導出手順を示すフローチャートである。
【図６】図１のオフセット補正部によるＤＣオフセットの補正手順を示すフローチャートである。
【図７】図１の記憶部に記憶されたゲインとＤＣオフセット値との関係に対応した別の近似式を示す図である。
【図８】図１のオフセット推定部による近似式の更新手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４２】
１０ アンテナ、 １２ ＬＮＡ部、 １４ 第１ミキサ、 １６ 第１局部発振器、 １８ ＢＰＦ部、 ２０ 可変利得増幅器、 ２２ 第２ミキサ、 ２４ 第２局部発振器、 ２６ π／２移相器、 ２８ 第１ＬＰＦ部、 ３０ 第１ＡＤ部、 ３２ オフセット推定部、 ３４ 記憶部、 ３６ オフセット補正部、 ３８ デジタル処理部、 ４０ 第３ミキサ、 ４２ 第２ＬＰＦ部、 ４４ 第２ＡＤ部、 ４６ 制御部、 １００ 受信装置。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直流オフセット補正技術に関し、特に受信した信号に含まれる直流オフセットを補正する直流オフセット補正装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信システムにおける受信装置は、無線周波数の信号を受信する。無線周波数の信号には、増幅器による増幅がなされた後に、周波数変換がなされる。その際、ミキサが、局部発振器からの基準搬送波を使用しながら、無線周波数の信号に対する周波数変換を実行する。ミキサにおいて、局部発振器側と増幅器側のアイソレーションは、一般的に無限大ではないので、基準搬送波は、増幅器側にリークし、増幅器において反射され、ミキサに再び入力される。再びミキサに入力された基準搬送波は、局部発振器からの基準搬送波と同一の周波数であるので、周波数変換された信号に直流オフセット（以下、「ＤＣオフセット」という）が生じる。さらに、増幅器のゲインが変更した場合、増幅器の出力インピーダンスも変化する。その結果、増幅器における反射量も変化するので、再びミキサに入力される基準搬送波の強度も変化する。すなわち、ＤＣオフセットの値が、ゲインの値に応じて変化する（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平１０−１３４８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
以上のようなＤＣオフセット影響を低減するために、特許文献１においては、ＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）において割り当てられていないタイムスロットを利用しながら、適宜ＤＣオフセット値を測定し、測定したＤＣオフセット値によって、補正を実行する。すなわち、これは、適宜ＤＣオフセット値を測定することによって、ゲインの値の変化に対するＤＣオフセット値の変化に追従している。一方、インマルサットのような衛星通信システムにおいて、受信装置は、連続的な信号を受信する。そのため、当該受信装置は、前述のＤＣオフセット値を測定するための期間を有していない。また、フェージングの影響や陸上局の切りかえによって、受信した信号の強度が変化するので、ゲインの値も変化する。そのため、連続的な信号を受信する受信装置においても、ＤＣオフセットの影響が発生する。
【０００４】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、連続的な信号を受信する場合であっても、受信レベルや環境条件の変化にも対応してＤＣオフセットを補正する直流オフセット補正装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の直流オフセット補正装置は、入力した第１の周波数のアナログ信号に対して、可変に設定される利得の値での増幅を実行する増幅部と、増幅部において増幅した第１の周波数のアナログ信号を第２の周波数のアナログ信号に変換する周波数変換部と、周波数変換部において変換したアナログ信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換部と、ＡＤ変換部において変換したデジタル信号に含まれるべき直流オフセットの値と、増幅部にて設定されるべき利得の値との関係を記憶する記憶部と、記憶部に記憶された関係を参照しながら、増幅部にて設定された利得の値に対応した直流オフセットの値を特定し、特定した直流オフセットの値によって、ＡＤ変換部において変換したデジタル信号に含まれた直流オフセットを補正するオフセット補正部と、を備える。
【０００６】
「第１の周波数」と「第２の周波数」は、無線周波数、中間周波数、ベースバンドのうちの任意のものでよい。また、中間周波数は、第１中間周波数、第２中間周波数であってもよい。ここで、「第２の周波数」は、一般的に「第１の周波数」よりも低い周波数であるとする。
【０００７】
この態様によると、直流オフセットの値と利得の値との関係を予め記憶しており、この関係を使用しながら、現在の利得の値に対応した直流オフセットの値によって、デジタル信号に含まれた直流オフセットを補正するので、逐次補正を実行できる。
【０００８】
通信が開始される前に、増幅部における利得の値の設定を変化させながら、ＡＤ変換部において変換したデジタル信号に含まれた直流オフセットの値を測定する手段と、設定された利得の値と、測定した直流オフセットの値とを対応づけながら記憶部に記憶させる手段とを含むオフセット推定部をさらに備えてもよい。増幅部において入力される第１の周波数のアナログ信号は、連続信号であってもよい。この場合、直流オフセットの値と利得の値との関係を予め測定するので、連続信号に含まれた直流オフセットの値を補正できる。
【０００９】
オフセット推定部は、通信中に、増幅部にて設定された利得の値に対する直流オフセットの値を測定する手段と、設定された利得の値と測定した直流オフセットの値との関係が、記憶部に記憶された関係と異なっていれば、記憶部に記憶された関係を更新する手段とを含んでもよい。この場合、利得の値と直流オフセットの値との関係を更新するので、これらの関係の変化に追従できる。
【００１０】
受信装置の温度を測定する温度測定部をさらに備えてもよい。オフセット推定部は、温度測定部において測定された温度の変化がしきい値よりも大きくなった場合に、増幅部にて設定された利得の値に対する直流オフセットの値を測定する手段と、設定された利得の値と測定した直流オフセットの値との関係が、記憶部に記憶された関係と異なっていれば、記憶部に記憶された関係を更新する手段とを含んでもよい。この場合、温度の変化が大きくなったときに、利得の値と直流オフセットの値との関係を更新するので、温度の変化にもとづく、利得の値と直流オフセットの値との関係の変化に追従できる。
【００１１】
記憶部は、オフセット推定部において測定された直流オフセットの値と、増幅部にて設定された利得の値とを含むように、直流オフセットの値と利得の値との関係を近似式の形によって記憶しており、オフセット推定部は、記憶部に記憶された関係を更新する際に、新たに測定された直流オフセットの値に対応するように、近似式を平行移動させてもよい。この場合、直流オフセットの値と利得の値との関係を近似式の形によって記憶するので、測定していない利得の値に対しても、直流オフセットの値を導出できる。また、近似式を平行移動させるので、処理を容易にできる。
【００１２】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、連続的な信号を受信する場合であっても、受信レベルや環境条件の変化にも対応してＤＣオフセットを補正できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明を具体的に説明する前に、概要を述べる。本発明の実施例は、インマルサットにおける移動局のごとく、連続した信号を受信する受信装置に関する。受信装置によって受信される信号の強度は変化するので、受信装置は、内部に備えたＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）によってゲインを調節しながら、受信した信号を増幅する。また、受信装置は、増幅した信号の周波数をベースバンドへ周波数変換する。その結果、ベースバンドの信号には、ＤＣオフセットが生じる。本実施例に係る受信装置は、連続した信号を受信する場合であっても、ＤＣオフセットを補正するために以下のように動作する。
【００１５】
受信装置は、起動する際、すなわち通信の開始前に、ゲインの値を変化させながら、そのときのＤＣオフセット値を測定する。例えば、ゲインの値を「３ｄＢ」、「５ｄＢ」等のように変化させ、そのときのＤＣオフセット値が測定される。また、設定されたゲインの値とＤＣオフセット値は、ひとつの関係として対応づけられる。さらに、複数の関係から、所定の近似式が導出される。最終的に、近似式は記憶される。通信開始後、受信装置は、ＡＧＣによって設定されたゲインの値を取得する。予め記憶された近似式を参照しながら、受信装置は、取得したゲインの値に対応したＤＣオフセット値を特定する。さらに、受信装置は、特定したＤＣオフセット値によって、ベースバンドの信号に含まれたＤＣオフセットを補正する。
【００１６】
図１は、本発明の実施例に係る受信装置１００の構成を示す。受信装置１００は、アンテナ１０、ＬＮＡ（Ｌｏｗ Ｎｏｉｓｅ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）部１２、第１ミキサ１４、第１局部発振器１６、ＢＰＦ（Ｂａｎｄ−Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）部１８、可変利得増幅器２０、第２ミキサ２２、第２局部発振器２４、π／２移相器２６、第１ＬＰＦ（Ｌｏｗ−Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）部２８、第１ＡＤ部３０、オフセット推定部３２、記憶部３４、オフセット補正部３６、デジタル処理部３８、第３ミキサ４０、第２ＬＰＦ部４２、第２ＡＤ部４４、制御部４６を含む。
【００１７】
ＬＮＡ部１２は、アンテナ１０において受信した無線周波数の信号を増幅する。無線周波数の信号は、連続的なアナログ信号である。ここで、ＬＮＡ部１２におけるゲインは、予め定められているものとする。第１ミキサ１４は、一端において、ＬＮＡ部１２にて増幅された無線周波数の信号を入力し、他端において、第１局部発振器１６からの基準搬送波を入力する。第１ミキサ１４は、増幅された無線周波数の信号を中間周波数の信号に周波数変換する。第１局部発振器１６からの基準搬送波は、中間周波数に応じて規定されている。ＢＰＦ部１８は、第１ミキサ１４からの中間周波数の信号のうち、信号成分を通過させる。すなわち、ＢＰＦ部１８は、第１ミキサ１４によって生じた高調波成分を低減させる。
【００１８】
可変利得増幅器２０は、ＢＰＦ部１８からの中間周波数の信号に対して、可変に設定されるゲインでの増幅を実行する。なお、ＢＰＦ部１８からの中間周波数の信号は、アナログ信号である。また、ゲインの値は、後述のデジタル処理部３８によって設定される。第２ミキサ２２と第３ミキサ４０は、可変利得増幅器２０において増幅した中間周波数の信号をベースバンドの信号に周波数変換する。周波数変換を実行するために、第２ミキサ２２は、第２局部発振器２４からの基準搬送波を入力し、第３ミキサ４０は、π／２移相器２６を介して、第２局部発振器２４からの基準搬送波を入力する。π／２移相器２６は、基準搬送波の位相をπ／２だけ変化させる。すなわち、第２ミキサ２２は、ベースバンドの信号のうち、同相成分の信号（以下、「同相信号」という）を出力する。
【００１９】
また、第３ミキサ４０は、ベースバンドの信号のうち、直交成分の信号（以下、「直交信号」という）を出力する。第２ミキサ２２と第３ミキサ４０は、第１ミキサ１４と同様の構成を有する。第１ＬＰＦ部２８は、第２ミキサ２２からの同相信号のうち、低域部分を通過させる。すなわち、第１ＬＰＦ部２８は、第２ミキサ２２によって生じた高調波成分を低減させる。また、第２ＬＰＦ部４２は、第３ミキサ４０からの直交信号のうち、低域部分を通過させる。すなわち、第２ＬＰＦ部４２は、第３ミキサ４０によって生じた高調波成分を低減させる。第１ＡＤ部３０は、第１ＬＰＦ部２８からの同相信号をアナログ信号からデジタル信号に変換する。また、第２ＡＤ部４４は、第２ＬＰＦ部４２からの直交信号をアナログ信号からデジタル信号に変換する。
【００２０】
ここで、図２を使用しながら、第１ＡＤ部３０および第２ＡＤ部４４から出力されるデジタル信号に含まれるＤＣオフセットについて説明する。ここで、ＤＣオフセットの発生原因について、説明する。第２局部発振器２４から出力された基準搬送波は、第２ミキサ２２と第３ミキサ４０におけるリークによって、可変利得増幅器２０に到達し、これが反射されることによって、ＤＣオフセットが発生する。また、同様の現象は、第１局部発振器１６、第１ミキサ１４、ＬＮＡ部１２でも生じる。前述のごとく、可変利得増幅器２０でのゲインの変化によって、これらで生じるＤＣオフセット値も変化する。一方、第１ＬＰＦ部２８、第２ＬＰＦ部４２においても、ＤＣオフセットは生じるが、その際のＤＣオフセットは、可変利得増幅器２０でのゲインに依存しない。
【００２１】
図２は、受信装置１００において補正すべきＤＣオフセットを説明するための図である。図では、同相成分を「Ｉ」軸とし、直交成分を「Ｑ」軸として示す。また、信号は、ＢＰＳＫ（Ｂｉｎａｒｙ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）にて変調されているものとする。ＤＣオフセットが発生していない場合、ＢＰＳＫのコンスタレーションは、図中の丸印によって示される。すなわち、Ｉ軸上の２点として示される。一方、ＤＣオフセットは、図中の「ΔＩ」、「ΔＱ」のごとく示される。ここで、「ΔＩ」は、Ｉ軸におけるＤＣオフセット値であり、「ΔＱ」は、Ｑ軸におけるＤＣオフセット値である。一般的に、これらは、独立の値となる。このようなＤＣオフセットの結果、ＢＰＳＫのコンスタレーションは、図中の×印の位置となる。ＢＰＳＫでは、Ｑ軸をしきい値として信号の判定がなされる。ＤＣオフセットによって、少なくとも一方の信号点がＱ軸と近くなり、誤りの発生確率が上昇する。
【００２２】
図１に戻る。オフセット推定部３２は、通信が開始される前に、可変利得増幅器２０におけるゲインの値の設定を変化させながら、第１ＡＤ部３０と第２ＡＤ部４４において変換したデジタル信号に含まれた直流オフセットの値を測定する。また、オフセット推定部３２は、ＤＣオフセットの値を同相成分と直交成分のそれぞれに対して測定する。そのために、受信装置１００の起動時に、オフセット推定部３２は、デジタル処理部３８から測定開始の指示を受けつける。また、デジタル処理部３８によって、可変利得増幅器２０のゲインの値が設定されるとともに、オフセット推定部３２は、設定された値を受けつける。例えば、ゲインの値は、「３ｄＢ」、「５ｄＢ」というように設定される。オフセット推定部３２は、デジタル信号の値をＤＣオフセット値として取得する。
【００２３】
さらに、オフセット推定部３２は、設定されたゲインの値と、測定したＤＣオフセット値とを対応づける。図３は、オフセット推定部３２において取得されたゲインとＤＣオフセット値との関係を示す。図示のごとく、ゲイン「Ａ１」に対してオフセット値「Ｂ１」が対応づけられている。なお、測定のなされるポイント数は、受信装置１００の起動処理として規定された期間のうち、一部の期間にて測定可能なポイント数となる。図１に戻る。さらに、オフセット推定部３２は、ゲインとオフセット値を含むように、両者の関係を近似式によって近似する。近似式を導出するために、測定ポイントに対して、内挿補間や最小２乗法が実行されてもよい。最終的に、オフセット推定部３２は、設定されたゲインの値と、測定したＤＣオフセット値との関係を近似式として、記憶部３４に記憶させる。
【００２４】
記憶部３４は、オフセット推定部３２から受けつけた関係を近似式の形によって記憶する。図４は、記憶部３４に記憶されたゲインとＤＣオフセット値との関係に対応した近似式を示す。ここでは、説明の明瞭化のために、近似式をグラフによって示すが、実際には、このような近似式に対応した数値が記憶部３４に記憶されている。図の横軸は、ゲインを示し、縦軸は、ＤＣオフセット値を示す。図中の点は、オフセット推定部３２において測定された測定値を示す。図示のごとく、測定値に近くなるように近似式が導出されている。近似式は、内挿補間、最小２乗法等によって導出される。
【００２５】
ゲインが小さい場合、図１の第１ミキサ１４、第２ミキサ２２、第３ミキサ４０において生じるＤＣオフセット値は小さく、第１ＬＰＦ部２８、第２ＬＰＦ部４２において生じるＤＣオフセット値が支配的になる。これらのＤＣオフセット値は、前述のごとく、ゲインの値に依存しないので、ゲインの増加に対して、ほぼ一定のＤＣオフセット値が導出される。一方、ゲインが大きい場合、図１の第１ミキサ１４、第２ミキサ２２、第３ミキサ４０において生じるＤＣオフセット値が支配的になる。そのため、ゲインの増加とともに、ＤＣオフセット値も増加する。図１に戻る。
【００２６】
オフセット補正部３６は、通信中において、記憶部３４に記憶された関係、すなわち近似式を参照しながら、可変利得増幅器２０にて設定されたゲインの値に対応したＤＣオフセット値を特定する。そのために、オフセット補正部３６は、デジタル処理部３８からゲインの値を受けつける。さらに、オフセット補正部３６は、特定したＤＣオフセット値によって、第１ＡＤ部３０と第２ＡＤ部４４からのデジタル信号に含まれたＤＣオフセットを補正する。ここで、オフセット補正部３６は、デジタル信号の値から、特定したＤＣオフセット値を減じることによって、ＤＣオフセットの補正を実行する。なお、以上の処理は、同相成分と直交成分のそれぞれに対して実行される。
【００２７】
デジタル処理部３８は、オフセット補正部３６からデジタル信号に対して、デジタル信号処理を実行する。デジタル信号処理は、任意のものでかまわないが、例えば、復調処理に相当する。また、デジタル処理部３８は、ＡＧＣによるゲインの設定を実行し、設定したゲインの値を可変利得増幅器２０とオフセット補正部３６に出力する。ここで、ゲインの設定は、公知の技術であるので、説明を省略する。さらに、デジタル処理部３８は、オフセット推定部３２における測定のために、可変利得増幅器２０に対するゲインの値の設置を実行する。
【００２８】
この構成のうち、オフセット推定部３２、オフセット補正部３６、デジタル処理部３８は、ハードウエア的には、任意のコンピュータのＣＰＵ、メモリ、その他のＬＳＩで実現でき、ソフトウエア的にはメモリにロードされた通信機能のあるプログラムなどによって実現されるが、ここではそれらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックがハードウエアのみ、ソフトウエアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。
【００２９】
以上の構成による受信装置１００の動作を説明する。図５は、オフセット推定部３２による近似式の導出手順を示すフローチャートである。この処理は、前述のごとく、通信の開始前、例えば起動時に実行される。デジタル処理部３８によってゲインが設定される（Ｓ１０）。オフセット推定部３２は、ＤＣオフセット値を測定し（Ｓ１２）、ゲインとＤＣオフセット値を対応づける（Ｓ１４）。すべてのゲインに対して、以上の処理が終了していなければ（Ｓ１６のＮ）、デジタル処理部３８によってゲインの変更がなされ（Ｓ１８）、ステップ１２からの処理が繰り返し実行される。一方、すべてのゲインに対して、以上の処理が終了していれば（Ｓ１６のＹ）、オフセット推定部３２は、近似式を導出し（Ｓ２０）、近似式を記憶部３４に記憶させる（Ｓ２２）。
【００３０】
図６は、オフセット補正部３６によるＤＣオフセットの補正手順を示すフローチャートである。この処理は、前述のごとく、通信時に実行される。オフセット補正部３６は、デジタル処理部３８からゲインを取得する（Ｓ３０）。ゲインがこれまでの値から変更されていれば（Ｓ３２のＹ）、オフセット補正部３６は、記憶部３４に記憶された近似式を参照しながら、ＤＣオフセット値を取得する（Ｓ３４）。一方、ゲインがこれまでの値から変更されていなければ（Ｓ３２のＮ）、オフセット補正部３６は、既に取得した現在のＤＣオフセット値を維持する（Ｓ３６）。オフセット補正部３６は、ＤＣオフセット値による補正を実行する（Ｓ３８）。
【００３１】
ここまでの説明では、通信中において、記憶部３４に既に記憶された近似式が使用されることによって、ＤＣオフセット値の補正が実行されている。前述のごとく、近似式は、受信装置１００の起動時に導出されている。しかしながら、このように導出された近似式に誤差が生じる場合がある。その一例は、受信装置１００内の温度の変化である。すなわち、受信装置１００内の温度は、一般的に、通信の開始とともに上昇する。また、ＤＣオフセット値は、温度にも依存するので、通信の開始とともに、ＤＣオフセット値も当初の値から変化する。そのため、ＤＣオフセット値の変化に対応するように、受信装置１００は、以下のような処理を実行する。
【００３２】
オフセット推定部３２は、通信中に、可変利得増幅器２０にて設定されたゲインの値に対するＤＣオフセットの値を測定する。なお、受信装置１００の起動時における処理との相違点は、実際の通信において使用されているゲインの値が入力されることである。そのため、ゲインの値がピンポイント的に入力される。オフセット推定部３２は、設定されたゲインの値と測定したＤＣオフセット値との関係が、記憶部３４に記憶された近似式と異なっているかを判定する。具体的には、オフセット推定部３２は、記憶部３４から、現在のゲインの値に対応したＤＣオフセット値（以下、「参照値」という）を取得する。また、オフセット推定部３２は、測定したＤＣオフセット値と参照値とを比較し、それらの差異がしきい値よりも大きければ、両者が異なっていると判定する。
【００３３】
オフセット推定部３２は、両者が異なっていれば、記憶部３４に記憶された近似式を更新する。ここで、近似式の更新を説明を使用するために、図７を使用する。図７は、記憶部３４に記憶されたゲインとＤＣオフセット値との関係に対応した別の近似式を示す。図７の実線は、図４の近似式に対応する。すなわち、起動時に導出された近似式である。ここで、実線上の丸印が、参照値に相当する。一方、図中の×印が、新たに測定されたときのＤＣオフセット値に相当する。
【００３４】
ここで、ＤＣオフセット値と参照値の差異が、しきい値よりも大きいものとする。近似式の更新は、実線が点線になるように実行される。すなわち、新たに測定されたＤＣオフセットの値に対応するように、近似式は平行移動される。ここでは、ＤＣオフセット軸方向に、すなわち上方に、近似式は平行移動される。これは、温度の変化によっても、近似式の傾きの変化は小さく、ＤＣオフセット値そのものの変化が生じるという性質にもとづく。
【００３５】
図８は、オフセット推定部３２による近似式の更新手順を示すフローチャートである。この処理は、前述のごとく、通信時に実行される。オフセット推定部３２は、現在のゲインをデジタル処理部３８から取得し、ＤＣオフセット値も取得する（Ｓ５０）。オフセット推定部３２は、記憶部３４に記憶された近似式と、取得したＤＣオフセット値とを比較する（Ｓ５２）。差異がしきい値より大きければ（Ｓ５４のＹ）、オフセット推定部３２は、近似式を更新する（Ｓ５６）。一方、差異がしきい値より大きくなければ（Ｓ５４のＮ）、オフセット推定部３２は、処理を終了する。なお、以上の処理は、適宜実行される。
【００３６】
本発明の実施例によれば、ＤＣオフセット値とゲインとの関係を予め記憶しており、この関係を使用しながら、現在のゲインに対応したＤＣオフセット値によって、デジタル信号に含まれたＤＣオフセットを補正するので、直ちに補正を実行できる。また、直ちに補正を実行できるので、入力した信号が連続的であっても、補正を実行できる。また、ＤＣオフセット値とゲインとの関係を予め測定するので、通信中の処理を簡略にできる。また、ＤＣオフセット値とゲインとの関係を予め測定するので、通信中の処理のステップ数を削減できる。また、通信中の処理のステップ数を削減できるので、処理を高速にできる。
【００３７】
また、ＤＣオフセット値とゲインとの関係を近似式の形によって記憶するので、測定していないゲインに対しても、ＤＣオフセット値を導出できる。また、近似値として記憶するので、測定すべきポイント数を削減できる。また、測定すべきポイント数を削減できるので、処理を短縮できる。また、ゲインとＤＣオフセット値との関係を更新するので、これらの関係の変化にも追従できる。また、関係を更新するので、温度の変化に伴う、ＤＣオフセット値の変化にも追従できる。また、ＤＣオフセット値の変化に追従できるので、受信特性を向上できる。また、近似式を平行移動させるので、処理を容易にできる。
【００３８】
以上、本発明を実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００３９】
本発明の実施例において、オフセット推定部３２は、通信中においても連続的にＤＣオフセット値を測定している。しかしながらこれに限らず例えば、オフセット推定部３２は、温度変化が大きくなったときにＤＣオフセット値を測定してもよい。受信装置１００には、温度測定部が備えられており、温度測定部は、受信装置１００の温度を測定する。オフセット推定部３２は、温度測定部において測定された温度の変化がしきい値よりも大きくなった場合に、前述の動作を実行することによって、近似式を更新する。本変形例によれば、必要に応じて、近似式を更新するための処理を実行するので、処理量の増加を抑制できる。また、温度の変化が大きくなったときに、ゲインとＤＣオフセット値との関係を更新するので、温度の変化にもとづく、これらの関係の変化にも追従できる。つまり、ＤＣオフセット値が更新されればよい。
【００４０】
本発明の実施例において、受信装置１００は、連続信号を受信している。しかしながらこれに限らず、受信装置１００は、バースト信号を受信してもよい。すなわち、受信される信号の形式によらず、実施例の適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施例に係る受信装置の構成を示す図である。
【図２】図１の受信装置において補正すべきＤＣオフセットを説明するための図である。
【図３】図１のオフセット推定部において取得されたゲインとＤＣオフセット値との関係を示す図である。
【図４】図１の記憶部に記憶されたゲインとＤＣオフセット値との関係に対応した近似式を示す図である。
【図５】図１のオフセット推定部による近似式の導出手順を示すフローチャートである。
【図６】図１のオフセット補正部によるＤＣオフセットの補正手順を示すフローチャートである。
【図７】図１の記憶部に記憶されたゲインとＤＣオフセット値との関係に対応した別の近似式を示す図である。
【図８】図１のオフセット推定部による近似式の更新手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４２】
１０ アンテナ、 １２ ＬＮＡ部、 １４ 第１ミキサ、 １６ 第１局部発振器、 １８ ＢＰＦ部、 ２０ 可変利得増幅器、 ２２ 第２ミキサ、 ２４ 第２局部発振器、 ２６ π／２移相器、 ２８ 第１ＬＰＦ部、 ３０ 第１ＡＤ部、 ３２ オフセット推定部、 ３４ 記憶部、 ３６ オフセット補正部、 ３８ デジタル処理部、 ４０ 第３ミキサ、 ４２ 第２ＬＰＦ部、 ４４ 第２ＡＤ部、 ４６ 制御部、 １００ 受信装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力した第１の周波数のアナログ信号に対して、可変に設定される利得の値での増幅を実行する増幅部と、
前記増幅部において増幅した第１の周波数のアナログ信号を第２の周波数のアナログ信号に変換する周波数変換部と、
前記周波数変換部において変換したアナログ信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換部と、
前記ＡＤ変換部において変換したデジタル信号に含まれるべき直流オフセットの値と、前記増幅部にて設定されるべき利得の値との関係を記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された関係を参照しながら、前記増幅部にて設定された利得の値に対応した直流オフセットの値を特定し、特定した直流オフセットの値によって、前記ＡＤ変換部において変換したデジタル信号に含まれた直流オフセットを補正するオフセット補正部と、
を備えることを特徴とする直流オフセット補正装置。
【請求項２】
通信が開始される前に、前記増幅部における利得の値の設定を変化させながら、前記ＡＤ変換部において変換したデジタル信号に含まれた直流オフセットの値を測定する手段と、設定された利得の値と、測定した直流オフセットの値とを対応づけながら前記記憶部に記憶させる手段とを含むオフセット推定部をさらに備え、
前記増幅部において入力される第１の周波数のアナログ信号は、連続信号であることを特徴とする請求項１に記載の直流オフセット補正装置。
【請求項３】
前記オフセット推定部は、通信中に、前記増幅部にて設定された利得の値に対する直流オフセットの値を測定する手段と、設定された利得の値と測定した直流オフセットの値との関係が、前記記憶部に記憶された関係と異なっていれば、前記記憶部に記憶された関係を更新する手段とを含むことを特徴とする請求項２に記載の直流オフセット補正装置。
【請求項４】
受信装置の温度を測定する温度測定部をさらに備え、
前記オフセット推定部は、前記温度測定部において測定された温度の変化がしきい値よりも大きくなった場合に、前記増幅部にて設定された利得の値に対する直流オフセットの値を測定する手段と、設定された利得の値と測定した直流オフセットの値との関係が、前記記憶部に記憶された関係と異なっていれば、前記記憶部に記憶された関係を更新する手段とを含むことを特徴とする請求項２に記載の直流オフセット補正装置。
【請求項５】
前記記憶部は、前記オフセット推定部において測定された直流オフセットの値と、前記増幅部にて設定された利得の値とを含むように、直流オフセットの値と利得の値との関係を近似式の形によって記憶しており、
前記オフセット推定部は、前記記憶部に記憶された関係を更新する際に、新たに測定された直流オフセットの値に対応するように、近似式を平行移動させることを特徴とする請求項３または４に記載の直流オフセット補正装置。
【請求項１】
入力した第１の周波数のアナログ信号に対して、可変に設定される利得の値での増幅を実行する増幅部と、
前記増幅部において増幅した第１の周波数のアナログ信号を第２の周波数のアナログ信号に変換する周波数変換部と、
前記周波数変換部において変換したアナログ信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換部と、
前記ＡＤ変換部において変換したデジタル信号に含まれるべき直流オフセットの値と、前記増幅部にて設定されるべき利得の値との関係を記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された関係を参照しながら、前記増幅部にて設定された利得の値に対応した直流オフセットの値を特定し、特定した直流オフセットの値によって、前記ＡＤ変換部において変換したデジタル信号に含まれた直流オフセットを補正するオフセット補正部と、
を備えることを特徴とする直流オフセット補正装置。
【請求項２】
通信が開始される前に、前記増幅部における利得の値の設定を変化させながら、前記ＡＤ変換部において変換したデジタル信号に含まれた直流オフセットの値を測定する手段と、設定された利得の値と、測定した直流オフセットの値とを対応づけながら前記記憶部に記憶させる手段とを含むオフセット推定部をさらに備え、
前記増幅部において入力される第１の周波数のアナログ信号は、連続信号であることを特徴とする請求項１に記載の直流オフセット補正装置。
【請求項３】
前記オフセット推定部は、通信中に、前記増幅部にて設定された利得の値に対する直流オフセットの値を測定する手段と、設定された利得の値と測定した直流オフセットの値との関係が、前記記憶部に記憶された関係と異なっていれば、前記記憶部に記憶された関係を更新する手段とを含むことを特徴とする請求項２に記載の直流オフセット補正装置。
【請求項４】
受信装置の温度を測定する温度測定部をさらに備え、
前記オフセット推定部は、前記温度測定部において測定された温度の変化がしきい値よりも大きくなった場合に、前記増幅部にて設定された利得の値に対する直流オフセットの値を測定する手段と、設定された利得の値と測定した直流オフセットの値との関係が、前記記憶部に記憶された関係と異なっていれば、前記記憶部に記憶された関係を更新する手段とを含むことを特徴とする請求項２に記載の直流オフセット補正装置。
【請求項５】
前記記憶部は、前記オフセット推定部において測定された直流オフセットの値と、前記増幅部にて設定された利得の値とを含むように、直流オフセットの値と利得の値との関係を近似式の形によって記憶しており、
前記オフセット推定部は、前記記憶部に記憶された関係を更新する際に、新たに測定された直流オフセットの値に対応するように、近似式を平行移動させることを特徴とする請求項３または４に記載の直流オフセット補正装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００７−３６６１７（Ｐ２００７−３６６１７Ａ）
【公開日】平成１９年２月８日（２００７．２．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２１６４０８（Ｐ２００５−２１６４０８）
【出願日】平成１７年７月２６日（２００５．７．２６）
【出願人】（０００００４３３０）日本無線株式会社 (1,186)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年２月８日（２００７．２．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年７月２６日（２００５．７．２６）
【出願人】（０００００４３３０）日本無線株式会社 (1,186)
【Ｆターム（参考）】
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