(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信信号を増幅する増幅部と、増幅された送信信号を送信するアンテナと、増幅された送信信号から増幅前の送信信号を取り除いた歪み誤差を抽出し、当該歪み誤差を打ち消す補正を増幅前の送信信号に施す補正手段とを有する無線通信装置であって、
前記アンテナからの干渉信号を増幅する可変利得増幅器と、
前記増幅部で増幅された送信信号と前記可変利得増幅器で増幅された干渉信号とが合成された合成信号をデジタル信号に変換するデジタル変換部と、
前記可変利得増幅器の利得は、前記干渉信号の電力が所定のしきい値を超える場合に、前記デジタル変換部を飽和させる電力になるように調整されており、前記デジタル変換部が飽和すると、前記送信の動作を停止する制御部とを備える無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）方式が利用されたＬＴＥ（Long Term Evolution）やＷｉＭＡＸなどの無線ブロードバンドサービスを採用すると共に、送信回路にＤＰＤ（Digital Pre-distortion）方式を持つ無線通信システムが登場している（下記特許文献１参照）。これらの無線通信システムでは、高い端末収容能力および高速通信が求められるために、基地局の置局形態として高出力の大セル（マクロセル）基地局のセル内に低出力の小セル（マイクロセル、ピコセル）基地局が配置される形態が検討されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２９５３３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来技術では、マクロセル基地局のセル内にマイクロセルまたはピコセル基地局が存在するために、お互いの電波がそれぞれの受信特性に影響を及ぼすことがある。すなわち、マクロセル基地局にとってのマイクロセル基地局の電波、マイクロセル基地局にとってのマクロセル基地局の電波が干渉波となって、お互いの基地局の受信特性が劣化してしまうことがある。
【０００５】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、受信特性の劣化を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明では、無線通信装置に係る第１の解決手段として、送信信号を増幅する増幅部と、増幅された送信信号を送信するアンテナと、増幅された送信信号から増幅前の送信信号を取り除いた歪み誤差を抽出し、当該歪み誤差を打ち消す補正を増幅前の送信信号に施す補正手段とを有する無線通信装置であって、増幅された送信信号と前記アンテナからの干渉信号とから合成信号を生成する合成手段とを具備し、前記補正手段は、前記合成信号に基づいて干渉発生時に送信信号の送信を停止するという手段を採用する。
【０００７】
本発明では、無線通信装置に係る第２の解決手段として、上記第１の解決手段において、前記合成手段は、サーキュレータであるという手段を採用する。
【０００８】
本発明では、無線通信装置に係る第３の解決手段として、上記第１または第２の解決手段において、前記送信信号と前記干渉信号が合成される前に前記干渉信号を増幅する第２の増幅器を具備するという手段を採用する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、合成手段は、増幅された送信信号とアンテナからの干渉信号とから合成信号を生成し、補正手段は、合成信号に基づいて干渉発生時に送信信号の送信を停止する。本発明に干渉が発生している状態時には、干渉信号を出力する外部機器に対してこちらが干渉信号を出力している可能性が高いので、本発明が送信信号の送信を停止することで、外部機器の受信特性の劣化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係るマイクロセル基地局Ａを備える無線通信システムＳを示すシステム構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係るマイクロセル基地局Ａの機能ブロック図である。
【図３】本発明の実施形態に係るマイクロセル基地局Ａの動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
無線通信システムＳは、ＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access：直交周波数分割多元接続）方式が利用されるＬＴＥ（Long Term Evolution）が採用された通信システムであり、図１に示すように本実施形態に係るマイクロセル基地局（無線通信装置）Ａ、マクロセル基地局Ｂ及び端末Ｃ，Ｄから構成されている。
【００１２】
マイクロセル基地局Ａは、高出力のマクロセル基地局ＢのセルＣＬ２内に設置された低出力の基地局であり、セルＣＬ１を形成し、セルＣＬ１内に位置する端末ＣとＯＦＤＭ方式によって通信する。マイクロセル基地局Ａがマクロセル基地局ＢのセルＣＬ２内に設置されることにより、ＣＬ２内における端末収容能力を高める、すなわちセルＣＬ２内に収容することができる端末の数を増やすことができる。また、マイクロセル基地局Ａは、ＤＰＤ（Digital Pre-distortion）方式の送信機能を有する。なお、マイクロセル基地局Ａの詳細な機能構成については、後述する。
マクロセル基地局Ｂは、高出力の基地局であり、セルＣＬ２を形成し、セルＣＬ２内に位置する端末ＤとＯＦＤＭ方式によって通信する。
【００１３】
端末Ｃは、マイクロセル基地局ＡのセルＣＬ１内に位置し、マイクロセル基地局Ａと通信して音声通信またはデータ通信を実行する。
端末Ｄは、マクロセル基地局ＢのセルＣＬ２内に位置し、マクロセル基地局Ｂと通信して音声通信またはデータ通信を実行する。
【００１４】
続いて、マイクロセル基地局Ａの機能構成を、図２を参照して説明する。
マイクロセル基地局Ａは、アンテナ１０、デュプレクサ１１、受信回路部１、送信回路部２及び制御部３から構成されている。
アンテナ１０は、デュプレクサ１１を介して送信回路部２から入力される送信信号を電波として端末に送信する一方、端末から受信した電波を受信信号としてデュプレクサ１１を介して受信回路部１に出力する。
デュプレクサ１１は、送信回路部２から入力される送信信号と、アンテナ１０から入力される受信信号とを電気的に分離して、１本のアンテナ１０を周波数の異なる送信信号と受信信号とで共有するための分波器である。
受信回路部１は、制御部３の制御の下、受信信号を復調し、ベースバンド受信信号として制御部３に出力する。
【００１５】
送信回路部２は、端末に向けて送信信号を送信するものであり、ＯＦＤＭ変調処理部２ａ、歪み補正部２ｂ、ＬＵＴ（Look Up Table）記憶／算出部２ｃ、歪み誤差抽出部２ｄ、遅延部２ｅ、Ｄ／Ａコンバータ２ｆ、第１のミキサ２ｇ、局部発振部２ｈ、増幅器２ｉ、分配器２ｊ、サーキュレータ２ｋ、可変利得増幅器２ｌ、第２のミキサ２ｍ及びＡ／Ｄコンバータ２ｎから構成されている。
【００１６】
なお、歪み補正部２ｂ、ＬＵＴ記憶／算出部２ｃ、歪み誤差抽出部２ｄ、遅延部２ｅ、局部発振部２ｈ、分配器２ｊ、第２のミキサ２ｍ、Ａ／Ｄコンバータ２ｎ及び制御部３は、本実施形態におけるＤＰＤ（補正手段）である。また、可変利得増幅器２ｌは、本実施形態における第２の増幅器である。
【００１７】
ＯＦＤＭ変調処理部２ａは、制御部３から入力されたベースバンド送信信号にシリアル−パラレル変換処理、デジタル変調処理及び逆フーリエ変換処理などのＯＦＤＭ方式に基づく変調処理を施し、デジタルＩＦ送信信号として歪み補正部２ｂに出力する。また、ＯＦＤＭ変調処理部２ａは、当該デジタルＩＦ送信信号を遅延部２ｅにも出力する。
歪み補正部２ｂは、ＬＵＴ記憶／算出部２ｃが記憶するルックアップテーブルに基づいて増幅器２ｉによる歪みを打ち消す補正処理をデジタルＩＦ送信信号に施し、Ｄ／Ａコンバータ２ｆに出力する。
【００１８】
ＬＵＴ記憶／算出部２ｃは、歪み補正部２ｂの補正処理に用いられる補正値を歪み誤差抽出部２ｄから入力される歪み誤差信号に基づいて算出し、当該補正値をルックアップテーブルに記憶する。
歪み誤差抽出部２ｄは、Ａ／Ｄコンバータ２ｎから入力されたデジタルＩＦフィードバック信号と、遅延部２ｅから入力された遅延信号とを比較し、デジタルＩＦフィードバック信号から遅延信号の成分を取り除いた歪み誤差信号を抽出し、当該歪み誤差信号をＬＵＴ記憶／算出部２ｃに出力する。
【００１９】
遅延部２ｅは、歪み誤差抽出部２ｄに入力されるデジタルＩＦフィードバック信号に同期するようにデジタルＩＦ送信信号を遅延させた遅延信号を生成し、当該遅延信号を歪み誤差抽出部２ｄに出力する。
Ｄ／Ａコンバータ２ｆは、歪み補正部２ｂから入力されたデジタルＩＦ信号をアナログ変換し、ＩＦ送信信号として第１のミキサ２ｇに出力する。
第１のミキサ２ｇは、Ｄ／Ａコンバータ２ｆから入力されたＩＦ送信信号と、局部発振部２ｈから入力される局部信号とをミキシングすることで、ＩＦ送信信号をＲＦ周波数の送信信号に周波数変換（アップコンバート）し、当該送信信号を増幅器２ｉに出力する。
局部発振部２ｈは、周波数変換用の局部信号を生成し、第１のミキサ２ｇ及び第２のミキサ２ｍに出力する。
【００２０】
増幅器２ｉは、第１のミキサ２ｇから入力された送信信号を増幅し、分配器２ｊ及びサーキュレータ２ｋに出力する。
分配器２ｊは、増幅器２ｉから入力された送信信号をサーキュレータ２ｋと第２のミキサ２ｍとに分配する。
サーキュレータ２ｋは、増幅器２ｉから入力された送信信号をデュプレクサ１１にのみ出力し、デュプレクサ１１から入力された信号を可変利得増幅器２ｌにのみ出力する。なお、デュプレクサ１１から入力された信号とは、アンテナ１０が外部から受け取る干渉信号である。
【００２１】
可変利得増幅器２ｌは、制御部３の制御に基づいて利得が制御され、サーキュレータ２ｋから入力される干渉信号を増幅して第２のミキサ２ｍに出力する。
第２のミキサ２ｍは、分配器２ｊから入力された送信信号のフィードバック信号と可変利得増幅器２ｌから入力された干渉信号との合成信号と、局部発振部２ｈから入力される局部信号とをミキシングすることで、合成信号をＩＦ周波数のＩＦフィードバック信号に周波数変換（ダウンコンバート）し、当該ＩＦフィードバック信号をＡ／Ｄコンバータ２ｎに出力する。
Ａ／Ｄコンバータ２ｎは、第２のミキサ２ｍから入力されたＩＦフィードバック信号をデジタル変換し、デジタルＩＦフィードバック信号として歪み誤差抽出部２ｄに出力する。
【００２２】
制御部３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）及び各部との信号の入出力を行うインタフェース回路などから構成されており、上記ＲＯＭに記憶された制御プログラム、受信回路部１が受信した受信信号に基づいてマイクロセル基地局Ａの全体動作を制御する。なお、ＲＯＭに記憶されている制御プログラムには干渉制御プログラムが含まれており、制御部３はこの干渉制御プログラムに基づいて干渉の発生を制御する。
【００２３】
次に、上記構成のマイクロセル基地局Ａの動作について図３を参照して説明する。
まず、マイクロセル基地局Ａの制御部３は、送信回路部２に送信信号を送信させる際に、ベースバンド送信信号をＯＦＤＭ変調処理部２ａに出力する。ＯＦＤＭ変調処理部２ａは、制御部３から入力されベースバンド送信信号にＯＦＤＭ方式に基づく変調処理を施し、デジタルＩＦ送信信号として歪み補正部２ｂと遅延部２ｅとに出力する。
【００２４】
歪み補正部２ｂは、ＬＵＴ記憶／算出部２ｃが記憶するルックアップテーブルの補正値に基づいてデジタルＩＦ送信信号に補正処理を施し、Ｄ／Ａコンバータ２ｆに出力する。ここでの補正処理は、後段の増幅器２ｉによる歪みを打ち消すものである。Ｄ／Ａコンバータ２ｆは、デジタルＩＦ信号をアナログ変換し、ＩＦ送信信号として第１の第１のミキサ２ｇに出力する。第１のミキサ２ｇは、ＩＦ送信信号をＲＦ周波数の送信信号にアップコンバートし、当該送信信号を増幅器２ｉに出力する。増幅器２ｉは、送信信号を増幅し、分配器２ｊに出力する。なお、ここでの増幅器２ｉによる増幅により送信信号に歪みが発生する。
【００２５】
分配器２ｊは、送信信号をサーキュレータ２ｋと第２のミキサ２ｍとに分配し、出力する（ステップＳ１）。サーキュレータ２ｋは、送信信号をデュプレクサ１１を介してアンテナ１０にのみ出力する。また、サーキュレータ２ｋは、デュプレクサ１１を介してアンテナ１０から入力された干渉信号を可変利得増幅器２ｌにのみ出力する（ステップＳ２）。可変利得増幅器２ｌは、干渉信号を増幅して第２のミキサ２ｍに出力する（ステップＳ３）。ここでの利得は、サーキュレータ２ｋから入力される干渉信号の電力が所定のしきい値を超えた場合に、Ａ／Ｄコンバータ２ｎにおいて飽和するものに予め設定されている。
【００２６】
第２のミキサ２ｍは、分配器２ｊから入力された送信信号のフィードバック信号及び可変利得増幅器２ｌから入力された信号の合成信号と、局部信号とをミキシングすることで、合成信号をダウンコンバートし、ＩＦフィードバック信号として増幅器２ｉに出力する（ステップＳ４）。Ａ／Ｄコンバータ２ｎは、ＩＦフィードバック信号をデジタル変換し、デジタルＩＦフィードバック信号として歪み誤差抽出部２ｄに出力する（ステップＳ５）。もし、干渉信号の電力が所定のしきい値を超える場合には、干渉信号は、可変利得増幅器２ｌによりＡ／Ｄコンバータ２ｎが飽和する電力まで増幅される。すなわち、可変利得増幅器２ｌの利得は、干渉信号の電力が所定のしきい値を超える場合に、Ａ／Ｄコンバータ２ｎを飽和させる電力になるように調整されている。制御部３は、Ａ／Ｄコンバータ２ｎが飽和すると、送信動作を停止する（ステップＳ６）。
【００２７】
干渉信号の電力が所定のしきい値を超えない場合には、歪み誤差抽出部２ｄは、デジタルＩＦフィードバック信号と遅延信号を比較し、デジタルＩＦフィードバック信号から遅延信号の成分を取り除いた歪み誤差信号を抽出し、ＬＵＴ記憶／算出部２ｃに出力する。ＬＵＴ記憶／算出部２ｃは、補正値を歪み誤差信号から算出し、当該補正値をルックアップテーブルに記憶する。もし、ＬＵＴ記憶／算出部２ｃにおいて歪み誤差信号に示される誤差が所定の範囲を超える場合には、制御部３は、送信動作を停止する（ステップＳ７）。
【００２８】
送信動作が停止しない場合には、歪み補正部２ｂは、ＬＵＴ記憶／算出部２ｃが記憶するルックアップテーブルに基づいて増幅器２ｉによる歪みを打ち消す補正処理をデジタルＩＦ送信信号に施す。
【００２９】
以上のように、本実施形態に係るマイクロセル基地局Ａの干渉発生時に送信信号の送信を停止する。マイクロセル基地局Ａに干渉が発生している状態時には、ＤＰＤが上手く作動せず、干渉信号を出力するマクロセル基地局Ｂに対してマイクロセル基地局Ａが干渉信号を出力している可能性または、隣接チャネル電力比（ＡＣＰＲ：Adjacent Channel Power Ratio）に影響する可能性が高いので、マイクロセル基地局Ａが送信信号の送信を停止することで、マクロセル基地局Ｂの受信特性の劣化を抑制することができる。
【００３０】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されることなく、例えば以下のような変形が考えられる。
（１）本実施形態は、マイクロセル基地局Ａに本発明を適用したものであるが、本発明はこれに限定されない。例えば、マクロセル基地局Ｂ、端末Ｃ，Ｄなど各種無線通信装置に本発明を適用してもよい。
【符号の説明】
【００３１】
Ａ…マイクロセル基地局、Ｂ…マクロセル基地局、Ｃ，Ｄ…端末、１０…アンテナ、１１…デュプレクサ、１…受信回路部、２…送信回路部、３…制御部、２ａ…ＯＦＤＭ変調処理部、２ｂ…歪み補正部、２ｃ…ＬＵＴ記憶／算出部、２ｄ…歪み誤差抽出部、２ｅ…遅延部、２ｆ…Ｄ／Ａコンバータ、２ｇ…第１のミキサ、２ｈ…局部発振部、２ｉ…増幅器、２ｊ…分配器、２ｋ…サーキュレータ、２ｌ…可変利得増幅器、２ｍ…第２のミキサ、２ｎ…Ａ／Ｄコンバータ
【図１】
0005613454.tif 000002
【図２】
0005613454.tif 000003
【図３】
0005613454.tif 000004