広帯域OFDM システムにおける周波数選択性IQインバランス補償に関する検討

摘要

It is more difficult to achieve good IQ balance performance in the transmitter and receiver as wider the channel bandwidth becomes. When the channel bandwidth is wide, the IQ imbalance tends to become frequency-selective. In this paper, we propose a compensation scheme for the frequency-selective IQ imbalance occurred in the transmitter or receiver. In our scheme, the frequency-selective IQ imbalance is compensated by using a 2-tap filter every sub-carrier in the receiver. The weight of the filter is calculated by CMA (Constant modulus algorithm). The proposed scheme does not require any training signals. Moreover, we propose a compensation scheme using a pre-distortion technique in the transmitter. In the scheme, the transmitted signals are pre-distorted by the weight transmitted from the receiver after the weight is calculated in the receiver. We verified by computer simulation that our scheme can compensate the frequency-selective IQ imbalance in OFDM transceiver. We also show the experimental results, in which our proposed schemes compensate the frequency-selective IQ imbalance over 6 GHz.%無線通信システムのチャネル幅が広帯域化するにつれて，送受信機において良好なIQバランス特性を実現するのは難しくなる．さらに，送受信機が広帯域化すると，発生するIQインバランスは周波数選択性（周波数依存性）になると考えられる．本稿では，OFDM システムにおける周波数選択性のIQ インバランスの補償法を提案する．提案手法は，受信機において，サブキャリア毎に2タップのフィルタを用いることにより，IQインバランスに起因する干渉を除去する．Constant Modulus Algorithm（CMA）を用いることによってフィルタのウエイトを算出し，既知信号が不要となる利点がある，さらに，受信機で算出したフィルタのウエイトを送信機へフィードバックし，送信機において，送信信号に対しプリディストーション処理を行うIQインバランス補償法を提案する．これらの提案手法を用いることによって，OFDM システムの送受信機において発生した周波数選択性IQインバランスの補償が可能であることを，計算機シミュレーションにより示す．また，直交変調器を用いて帯域幅6GHzのOFDM 信号の伝送実験を行い，提案手法を用いることにより，最大で1.5dBの振幅誤差及び20 の位相誤差の周波数選択性IQインバランスを補償することが可能であることを示す．