(57)【要約】ベースバンドユニット及びＲＦユニットが対向して設けられる無線局装置であって、前記ベースバンドユニットと前記ＲＦユニットとのうち送信側のユニットは、第１の低域通過フィルタを有し、前記ベースバンドユニットと前記ＲＦユニットとのうち受信側のユニットは、前記第１の低域通過フィルタの通過域の周波数特性と相補特性となる通過域の周波数特性を有する第２の低域通過フィルタを有し、前記送信側ユニットは、前記第１の低域通過フィルタを用いてダウンサンプルすることによって信号を圧縮し、前記圧縮された信号を前記受信側ユニットに送信し、前記受信側ユニットは、前記第２の低域通過フィルタを用いて前記圧縮された信号をアップサンプルすることによって信号を復元する。
2016098179.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザデータとベースバンド信号とを変換するベースバンドユニット、及び、ベースバンド信号と無線信号とを変換するＲＦユニットが対向して設けられる無線局装置であって、
前記ベースバンドユニットと前記ＲＦユニットとのうち送信側ユニットは、第１の低域通過フィルタを有し、
前記ベースバンドユニットと前記ＲＦユニットとのうち受信側ユニットは、前記第１の低域通過フィルタの通過域の周波数特性と相補特性となる通過域の周波数特性を有する第２の低域通過フィルタを有し、
前記送信側ユニットは、前記第１の低域通過フィルタを用いてダウンサンプルすることによって信号を圧縮し、前記圧縮された信号を前記受信側ユニットに送信し、
前記受信側ユニットは、前記第２の低域通過フィルタを用いて前記圧縮された信号をアップサンプルすることによって信号を復元することを特徴とする無線局装置。
【請求項２】
請求項１記載の無線局装置であって、
前記第１の低域通過フィルタの通過域におけるリプルの特性と、前記第２の低域通過フィルタの通過域におけるリプルの特性とは、前記リプルの２分の１周期だけずれていることを特徴とする無線局装置。
【請求項３】
請求項１記載の無線局装置であって、
前記第１の低域通過フィルタと前記第２の低域通過フィルタとは、同じ段数のフィルタであって、
前記第１の低域通過フィルタの遮断周波数と、前記第２の低域通過フィルタの遮断周波数との差は、前記圧縮前の信号のサンプリング周波数を前記第１及び第２の低域通過フィルタの段数で除した値であることを特徴とする無線局装置。
【請求項４】
請求項３記載の無線局装置であって、
前記第１の低域通過フィルタの遮断周波数は前記第２の低域通過フィルタの遮断周波数より高いことを特徴とする無線局装置。
【請求項５】
請求項１記載の無線局装置であって、
前記第１の低域通過フィルタの阻止域における歪みは前記第１の低域通過フィルタの通過域における歪みより小さいことを特徴とする無線局装置。
【請求項６】
請求項１記載の無線局装置であって、
前記第２の低域通過フィルタの阻止域における歪みは前記第２の低域通過フィルタの通過域における歪みよりも小さいことを特徴とする無線局装置。
【請求項７】
ユーザデータとベースバンド信号とを変換するベースバンドユニットであって、
ベースバンド信号と無線信号とを変換するＲＦユニットと対向して設けられ、
前記ベースバンドユニットと前記ＲＦユニットとのうち送信側ユニットは、第１の低域通過フィルタを有し、
前記ベースバンドユニットと前記ＲＦユニットとのうち受信側ユニットは、前記第１の低域通過フィルタの通過域の周波数特性と相補特性となる通過域の周波数特性を有する第２の低域通過フィルタを有し、
前記送信側ユニットは、前記第１の低域通過フィルタを用いてダウンサンプルすることによって信号を圧縮し、前記圧縮された信号を前記受信側ユニットに送信し、
前記受信側ユニットは、前記第２の低域通過フィルタを用いて前記圧縮された信号をアップサンプルすることによって信号を復元することを特徴とするベースバンドユニット。
【請求項８】
請求項７記載のベースバンドユニットであって、
前記第１の低域通過フィルタの通過域におけるリプルの特性と、前記第２の低域通過フィルタの通過域におけるリプルの特性とは、前記リプルの２分の１周期だけずれていることを特徴とするベースバンドユニット。
【請求項９】
請求項７記載のベースバンドユニットであって、
前記第１の低域通過フィルタと前記第２の低域通過フィルタとは、同じ段数のフィルタであって、
前記第１の低域通過フィルタの遮断周波数と、前記第２の低域通過フィルタの遮断周波数との差は、前記圧縮前の信号のサンプリング周波数を前記第１及び第２の低域通過フィルタの段数で除した値であることを特徴とするベースバンドユニット。
【請求項１０】
請求項９記載のベースバンドユニットであって、
前記第１の低域通過フィルタの遮断周波数は前記第２の低域通過フィルタの遮断周波数より高いことを特徴とするベースバンドユニット。
【請求項１１】
無線局装置内にベースバンドユニットと対向して設けられるＲＦユニットであって、
前記ベースバンドユニットと前記ＲＦユニットとの送信側のユニットは、第１の低域通過フィルタを有し、
前記ベースバンドユニットと前記ＲＦユニットとの受信側のユニットは、前記第１の低域通過フィルタの通過域の周波数特性と、通過域の周波数特性が相補特性となる第２の低域通過フィルタを有し、
前記送信側のユニットは、前記第１の低域通過フィルタを用いてダウンサンプルすることによって信号を圧縮し、前記圧縮した信号を前記受信側のユニットに送信し、
前記受信側のユニットは、前記第２の低域通過フィルタを用いて前記圧縮された信号をアップサンプルすることによって信号を復元することを特徴とするＲＦユニット。
【請求項１２】
請求項１１記載のＲＦユニットであって、
前記第１の低域通過フィルタの通過域におけるリプルの特性と、前記第２の低域通過フィルタの通過域におけるリプルの特性とは、前記リプルの２分の１周期だけずれていることを特徴とするＲＦユニット。
【請求項１３】
請求項１１記載のＲＦユニットであって、
前記第１の低域通過フィルタと前記第２の低域通過フィルタとは、同じ段数のフィルタであって、
前記第１の低域通過フィルタの遮断周波数と、前記第２の低域通過フィルタの遮断周波数との差は、前記圧縮前の信号のサンプリング周波数を前記第１及び第２の低域通過フィルタの段数で除した値であることを特徴とするＲＦユニット。
【請求項１４】
請求項１３記載のＲＦユニットであって、
前記第１の低域通過フィルタの遮断周波数は前記第２の低域通過フィルタの遮断周波数より高いことを特徴とするＲＦユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベースバンドユニットとＲＦユニットとが分離した構成の無線局装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
セルラ通信の基地局のような無線局では、ベースバンドユニットとＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）ユニットとを同一の筐体に収める一体型の無線局と、複数箇所にアンテナを設置するために、光ファイバ等で接続されるベースバンドユニットとＲＦユニットとを分離して設置する分離型の無線局とが用いられる。【０００３】
前述した分離型の無線局のために、ＣＰＲＩ（Ｃｏｍｍｏｎ  Ｐｕｂｌｉｃ  Ｒａｄｉｏ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）では、Ｒａｄｉｏ  Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ  Ｃｏｎｔｒｏｌと称されるベースバンドユニットと、Ｒａｄｉｏ  Ｒｑｕｉｐｍｅｎｔと称されるＲＦユニットとの間のインタフェースを標準として定義している。【０００４】
ベースバンドユニットとＲＦユニットとの間のインタフェースの信号量は、ユーザデータの信号量に比べて非常に大きく、例えばＣＰＲＩでは最大で１０Ｇｂｐｓ以上がインタフェースに必要とされる。このため、例えば、特許文献１は、ベースバンドユニットとＲＦユニットとの間インタフェースの信号を圧縮して所要帯域幅を削減し、さらに圧縮方法としてブロック浮動小数点化を用いる方法や近接する信号との差分を用いる方法を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第８，００５，１５２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ベースバンドユニットとＲＦユニットとの間の信号は実時間信号であり、また大きな遅延が生じると無線通信自体の通信品質が劣化する。このためベースバンドユニットとＲＦユニットとの間のインタフェース信号を圧縮する際には、一旦多量に蓄積した信号を可変圧縮率にて圧縮する方式を用いることができず、固定圧縮率の圧縮方式を用いて遅延を小さくする必要がある。【０００７】
また、可逆圧縮では低遅延かつ固定圧縮率にて圧縮することが困難であるため、ベースバンドユニットとＲＦユニットとの間のインタフェース信号を圧縮する場合には非可逆の圧縮方式を用いる。非可逆の圧縮方式を用いると、圧縮率を高めるほど元のインタフェース信号に対して歪みが生じ、無線通信の通信品質が劣化するという課題がある。【０００８】
本発明は、前述した課題を解決するためにベースバンドユニットとＲＦユニットとの間の信号の歪みを抑えつつ信号量を削減する圧縮方法を採用する無線局を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願において開示される発明の代表的な一例を示せば以下の通りである。すなわち、ユーザデータとベースバンド信号とを変換するベースバンドユニット、及び、ベースバンド信号と無線信号とを変換するＲＦユニットが対向して設けられる無線局装置であって、前記ベースバンドユニットと前記ＲＦユニットとのうち送信側のユニットは、第１の低域通過フィルタを有し、前記ベースバンドユニットと前記ＲＦユニットとのうち受信側のユニットは、前記第１の低域通過フィルタの通過域の周波数特性と相補特性となる通過域の周波数特性を有する第２の低域通過フィルタを有し、前記送信側ユニットは、前記第１の低域通過フィルタを用いてダウンサンプルすることによって信号を圧縮し、前記圧縮された信号を前記受信側ユニットに送信し、前記受信側ユニットは、前記第２の低域通過フィルタを用いて前記圧縮された信号をアップサンプルすることによって信号を復元する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の代表的な実施例によれば、ベースバンドユニットとＲＦユニットとの間の信号の歪みを抑えつつ、信号量を削減することができる。前述した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施例の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施例の無線局の構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施例の無線局のベースバンドユニットにおける信号処理を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施例の無線局のＲＦユニットにおける信号処理を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施例の無線局の圧縮／復元処理の一例を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施例の圧縮処理による信号の模式図である。
【図６】本発明の実施例の圧縮／復元処理に用いるＬＰＦ処理を行う低域通過フィルタの構成の一例を示すブロック図である。
【図７】本発明の実施例の圧縮処理に用いる低域通過フィルタの周波数特性を示す図である。
【図８】本発明の実施例の復元処理に用いる低域通過フィルタの周波数特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。なお、以下では、無線局から無線通信端末への送信側信号及び無線通信端末から無線局への受信側信号の両方に本発明を適用する例について説明している。しかし、送信側信号のみに本発明を適用し、受信側信号には従来の方法を用いてもよい。また、受信側信号のみに本発明を適用し、送信側信号には従来の方法を用いてもよい。
【００１３】
また、以下で説明するブロック図において、各処理ブロックはあくまで例示であり、例えばそれぞれ別個の論理回路として実装されてもよいし、一つのプロセッサ上のソフトウェアとして実装されてもよいし、又は、論理回路及びソフトウェアの組み合わせとして実装されてもよい。また、同一の処理ブロックが複数併存している場合、各処理ブロックは別個に実装されていてもよいし、実装された一つの論理回路又はソフトウェアを時間多重で使用して複数の処理を行ってもよい。
【００１４】
以下、本発明の実施例の無線局の構成を図面を用いて説明する。
【００１５】
図１は、本発明の実施例の無線局の構成例を示すブロック図である。
【００１６】
図１（ａ）に示す構成例では、無線局は一つのベースバンドユニット１００及び一つのＲＦユニット１１０から構成される。ベースバンドユニット１００とＲＦユニット１１０とはＢＢＵ−ＲＵインタフェース１５０によって接続される。ベースバンドユニット１００は、ユーザデータをベースバンド信号に変換し、ＢＢＵ−ＲＵインタフェース１５０を経由してＲＦユニット１１０に出力する。また、ベースバンドユニット１００は、ＢＢＵ−ＲＵインタフェース１５０を経由してＲＦユニット１１０から入力されたベースバンド信号をユーザデータに変換する。ＲＦユニット１１０は、ベースバンド信号を無線信号に変換して、アンテナ（図示省略）から送信する。また、ＲＦユニット１１０は、無線信号をベースバンド信号に変換し、ＢＢＵ−ＲＵインタフェース１５０を経由してベースバンドユニット１００に出力する。
【００１７】
ＢＢＵ−ＲＵインタフェース１５０は、例えばＣＰＲＩにて規定されるインタフェースである。図１（ａ）の構成例では、ベースバンドユニット１００が生成したベースバンド送信信号は、ＢＢＵ−ＲＵインタフェース１５０を経由してＲＦユニット１１０に出力され、ＲＦユニット１１０の１又は複数のアンテナから送信される。また、ＲＦユニット１１０の１又は複数のアンテナが受信した信号は、ＲＦユニット１１０で復調されて、ベースバンド受信信号としてＢＢＵ−ＲＵインタフェース１５０を経由してベースバンドユニット１００に出力される。
【００１８】
図１（ｂ）に示す構成例では、無線局は一つのベースバンドユニット１００及び複数のＲＦユニット１１０から構成される。各ＲＦユニット１１０はＢＢＵ−ＲＵインタフェース１５０によってベースバンドユニット１００と接続される。図１（ｂ）に示す構成例では、ベースバンドユニット１００が生成したベースバンド送信信号は複数のＢＢＵ−ＲＵインタフェース１５０を経由してＲＦユニット１１０に出力され、各ＲＦユニット１１０の１又は複数のアンテナから送信される。なお、ベースバンドユニット１００が各ＢＢＵ−ＲＵインタフェースに出力する信号は、ＢＢＵ−ＲＵインタフェースによって異なる信号でもよいし、同じ信号の複製でもよい。また、各ＲＦユニット１１０の１又は複数のアンテナが受信した信号は復調されて、ベースバンド受信信号としてＢＢＵ−ＲＵインタフェース１５０を経由してベースバンドユニット１００に出力される。
【００１９】
図１（ｃ）に示す構成例では、無線局は二つのＲＦユニット１１０から構成される、いわゆるリピータである。二つのＲＦユニット１１０はＢＢＵ−ＲＵインタフェース１５０によって接続される。図１（ｃ）に示す構成例では、一方のＲＦユニット１１０の１又は複数のアンテナが受信した信号は復調されて、ベースバンド受信信号としてＢＢＵ−ＲＵインタフェース１５０を経由して他方のＲＦユニット１１０に出力され、そのまま変調されて１又は複数のアンテナから送信される。
【００２０】
図１（ｄ）に示す構成例では、無線局は、１又は複数のベースバンドユニット１００と１又は複数のＲＦユニット１１０とから構成される。各ベースバンドユニット１００及び各ＲＦユニット１１０はＢＢＵ−ＲＵインタフェース１５０によってスイッチ１２０に接続される。図１（ｄ）に示す構成例では、各ベースバンドユニット１００で生成されたベースバンド送信信号は、ＢＢＵ−ＲＵインタフェース１５０を経由してスイッチ１２０に集約される。スイッチ１２０に集約されたベースバンド送信信号は、ＢＢＵ−ＲＵインタフェース１５０を経由して各ＲＦユニット１１０に分配される。各ＲＦユニット１１０は、ベースバンド送信信号を変調して、１又は複数のアンテナから送信する。また、各ＲＦユニット１１０の１又は複数のアンテナが受信した信号は復調され、ベースバンド受信信号としてＢＢＵ−ＲＵインタフェース１５０を経由してスイッチ１２０に集約される。スイッチ１２０に集約されたベースバンド受信信号は、ＢＢＵ−ＲＵインタフェース１５０を経由して１又は複数のベースバンドユニット１００に出力される。
【００２１】
図２は、本発明の実施例の無線局のベースバンドユニットにおける信号処理を示すブロック図である。
【００２２】
本実施例の無線局のベースバンドユニットは、コントローラ２００、ネットワークインタフェース部２１０、制御チャネル部（Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｃｈａｎｎｅｌ）２２０、ユーザチャネル部（Ｕｓｅｒ  Ｃｈａｎｎｅｌ）２３０、チャネルモデム部（Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｍｏｄｅｍ）２４０、圧縮／復元部（Ｃｏｍｐ．／Ｄｅｃｏｍｐ．）２５０及びＢＢＵ−ＲＵインタフェース部２６０からなる。
【００２３】
コントローラ２００は、無線局のベースバンドユニット内の各部位から情報を収集し、また無線局のベースバンドユニット内の各部位にパラメータ設定等を行うことによって、無線局のベースバンドユニット全体の動作を制御する。
【００２４】
ネットワークインタフェース部２１０は、無線局を経由して無線通信端末に送信する情報をネットワークからの入力として受け取り、送信ユーザ情報としてユーザチャネル部２３０に出力する。また、ネットワークインタフェース部２１０は、無線局に対する制御メッセージをネットワークからの入力として受け取り、コントローラ２００に出力する。また、ネットワークインタフェース部２１０は、無線局が無線通信端末から受信した受信ユーザ情報をユーザチャネル部２３０から入力として受け取り、ネットワークに出力する。さらに、ネットワークインタフェース部２１０は、ネットワークに対する制御メッセージをコントローラ２００から無線局から入力として受け取り、ネットワークに出力する。
【００２５】
制御チャネル部２２０は、コントローラ２００からの指示に従って、無線局と無線通信端末との間で無線通信するために必要な制御信号を生成し、符号化等処理を行って送信制御チャネル信号としてチャネルモデム２４０に出力する。また、制御チャネル部２２０は、コントローラ２００からの指示に従って、チャネルモデム２４０から入力された受信制御チャネル信号を復号し、復号結果をコントローラ２００に通知する。
【００２６】
ユーザチャネル部２３０は、コントローラ２００からの指示に従って、ネットワークインタフェース部２１０から受け取った送信ユーザ情報を符号化し、送信ユーザチャネル信号としてチャネルモデム２４０に出力する。また、ユーザチャネル部２３０は、コントローラ２００からの指示に従って、チャネルモデム２４０から入力された受信ユーザチャネル信号を復号し、復号結果として得られた受信ユーザ情報をネットワークインタフェース部２１０に出力する。なお、同時に通信するユーザ数毎、又は同時に通信するチャネル数毎に独立したユーザチャネル部２３０を設けてもよいし、同時に通信するユーザ数又は同時に通信するチャネル数より少ないユーザチャネル部２３０を設け、ユーザチャネル部２３０が時多重処理を行ってもよい。
【００２７】
チャネルモデム２４０は、コントローラ２００からの指示に従って、制御チャネル部２２０から入力された送信制御チャネル信号及びユーザチャネル部２３０から入力された送信ユーザチャネル信号のそれぞれを通信リソースに割り当てて多重化し、デジタル変調処理を行う。また、チャネルモデム２４０は、デジタル変調処理がなされた信号に必要に応じてプリコーディング処理を行って、送信アンテナ毎に対応するベースバンド送信信号として圧縮／復元部２５０に出力する。通信リソースとは、例えばリソースブロックと称される単位であり、通信に用いる時間範囲、周波数範囲、符号、アンテナ、プリコーディングベクトル等である。また、チャネルモデム２４０は、受信アンテナ毎に対応する復元ベースバンド受信信号が圧縮／復元部２５０から入力され、コントローラ２００からの指示に従って、復元ベースバンド受信信号に対して復調処理を行い、チャネル毎に分割して、受信制御チャネル信号を制御チャネル部２２０に出力し、受信ユーザチャネル信号をユーザチャネル部２３０に出力する。
【００２８】
圧縮／復元部２５０は、コントローラ２００からの指示に従って、チャネルモデム２４０から入力されたベースバンド送信信号を圧縮し、圧縮ベースバンド送信信号としてＢＢＵ−ＲＵインタフェース部２６０に出力する。また、圧縮／復元部２５０は、コントローラ２００からの指示に従って、ＢＢＵ−ＲＵインタフェース部２６０から入力された圧縮ベースバンド受信信号を復元し、復元ベースバンド受信信号としてチャネルモデム２４０に出力する。なお、送信アンテナ毎又は受信アンテナ毎に独立した圧縮／復元部２５０を設けてもよいし、送信アンテナ数又は受信アンテナ数より少ない圧縮／復元部２５０を設けて、圧縮／復元部２５０が時多重処理を行ってもよい。
【００２９】
ＢＢＵ−ＲＵインタフェース部２６０は、ＢＢＵ−ＲＵインタフェース１５０と接続するインターフェースユニットであって、コントローラ２００からの指示に従って、圧縮／復元部２５０から入力された圧縮ベースバンド送信信号を多重化してＢＢＵ−ＲＵインタフェース１５０に出力する。また、ＢＢＵ−ＲＵインタフェース部２６０は、コントローラ２００からの指示に従って、ＢＢＵ−ＲＵインタフェース１５０から入力された信号をアンテナ毎に分割して、圧縮ベースバンド受信信号として圧縮／復元部２５０に出力する。
【００３０】
図３は、本発明の実施例の無線局のＲＦユニットにおける信号処理を示すブロック図である。
【００３１】
本実施例の無線局のＲＦユニットは、コントローラ３００、ＢＢＵ−ＲＵインタフェース部３１０、圧縮／復元部３２０、ＲＦモジュール３３０及びアンテナ３４０から構成される。
【００３２】
コントローラ２００は、無線局のＲＦユニット内の各部位から情報を収集し、また無線局のＲＦユニット内の各部位にパラメータ設定等を行うことによって、無線局のＲＦユニット全体の動作を制御する。
【００３３】
ＢＢＵ−ＲＵインタフェース部３１０は、ＢＢＵ−ＲＵインタフェース１５０と接続するインターフェースユニットであって、コントローラ３００からの指示に従って、ＢＢＵ−ＲＵインタフェース１５０から入力された信号をアンテナ毎に分割して、圧縮ベースバンド送信信号として圧縮／復元部３２０に出力する。また、ＢＢＵ−ＲＵインタフェース部３１０は、コントローラ３００からの指示に従って、圧縮／復元部３２０から入力された圧縮ベースバンド受信信号を多重化してＢＢＵ−ＲＵインタフェースに出力する。
【００３４】
圧縮／復元部３２０は、コントローラ３００からの指示に従って、ＢＢＵ−ＲＵインタフェース部３１０から入力された圧縮ベースバンド送信信号を復元し、復元ベースバンド送信信号としてＲＦモジュール３３０に出力する。また、圧縮／復元部３２０は、コントローラ３００からの指示に従って、ＲＦモジュール３３０から入力されたベースバンド受信信号を圧縮し、圧縮ベースバンド受信信号としてＢＢＵ−ＲＵインタフェース部３１０に出力する。なお、送信アンテナ毎又は受信アンテナ毎に独立した圧縮／復元部３２０を設けてもよいし、送信アンテナ数又は受信アンテナ数より少ない圧縮／復元部３２０を設けて、圧縮／復元部３２０が時多重処理を行ってもよい。
【００３５】
ＲＦモジュール３３０は、圧縮／復元部３２０から入力された復元ベースバンド送信信号をＤＡ変換し、ＤＡ変換された信号を用いて搬送波を変調して送信ＲＦ信号を生成し、アンテナ３４０から送信する。また、ＲＦモジュール３３０は、アンテナ３４０が受信した信号を復調し、ＡＤ変換してベースバンド受信信号として圧縮／復元部３２０に出力する。
【００３６】
図４は、本発明の実施例の無線局の圧縮／復元処理の一例を示すブロック図である。
【００３７】
本発明のベースバンドユニットの圧縮／復元部２５０及びＲＦユニットの圧縮／復元部３２０は、信号のサンプリング周波数を低下して、信号量を削減することによって、圧縮処理を行う。また、本実施例のベースバンドユニットの圧縮／復元部２５０及びＲＦユニットの圧縮／復元部３２０は、圧縮処理で低下させた信号のサンプリング周波数を復元することによって、復元処理を行う。
【００３８】
なお、以下の説明では、例として、圧縮前及び復元後の信号のサンプリング周波数をＦ１［Ｈｚ］、圧縮後の信号のサンプリング周波数をＦ２［Ｈｚ］とする。また、Ｆ１とＦ２との比を互いに素な二つの整数の比で表しＭ：Ｎとする、すなわち、Ｆ１×Ｎ＝Ｆ２×Ｍなる関係があるとする。
【００３９】
図４に示すように、圧縮／復元処理は、０挿入処理４００、ＬＰＦ（Ｌｏｗ  Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ）処理４１０及び間引き処理４２０の組み合わせによって実現することができる。
【００４０】
圧縮／復元処理によって信号を圧縮する場合、まず、０挿入処理４００において、サンプリング周波数Ｆ１［Ｈｚ］の入力信号に、１サンプル毎にＮ−１サンプルの振幅０の信号が挿入され、Ｆ１×Ｎ［Ｈｚ］の信号が生成される。なお、Ｎ＝１の場合、サンプリング周波数Ｆ１［Ｈｚ］の入力信号がそのまま出力される。次に、ＬＰＦ処理４１０において、カットオフ周波数がＦ１［Ｈｚ］より低い低域通過フィルタを用いて帯域が制限される。帯域が制限された信号は間引き処理４２０においてＭサンプル毎に１サンプルずつが選択され、サンプリング周波数がＦ２［Ｈｚ］の信号として出力される。
【００４１】
また、圧縮／復元処理によって信号を復元する場合、まず、０挿入処理４００において、サンプリング周波数Ｆ２［Ｈｚ］の入力信号に、１サンプル毎にＭ−１サンプルの振幅０の信号が挿入され、Ｆ２×Ｍ［Ｈｚ］の信号が生成される。次に、ＬＰＦ処理４１０において、カットオフ周波数がＦ２［Ｈｚ］より低い低域通過フィルタを用いて帯域が制限される。帯域が制限された信号は間引き処理４２０においてＮサンプル毎に１サンプルずつが選択され、Ｆ１［Ｈｚ］のサンプリング周波数をもつ信号として出力される。
【００４２】
なお、前述は一例であり、同等の演算が行える方法であれば、どのような実装でもよい。例えば、前述した０挿入処理４００、ＬＰＦ処理４１０及び間引き処理４２０の組み合わせと等価な演算を少ない演算量で実現可能なＰｏｌｙｐｈａｓｅ  Ｆｉｌｔｅｒを用いてもよい。
【００４３】
例えば、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）の一般に帯域幅２０ＭＨｚとされる信号に圧縮／復元処理を適用する場合、Ｆ１＝３０．７２［ＭＨｚ］が選択される。Ｆ２としては、同信号の有効帯域幅１８．０［ＭＨｚ］より大きく、Ｆ１と簡単な整数比で表すことができる周波数を選択するとよい。例えば、前述した条件を満たす値としてＦ２＝１９．２ＭＨｚとすると、Ｍ＝８、Ｎ＝５となる。
【００４４】
図５に、この例の圧縮処理による信号の模式図を示す。圧縮前の信号は、図５（ａ）に示すように３０．７２ＭＨｚである。０挿入処理４００により、図５（ｂ）に示すように１５３．６０ＭＨｚ＝３０．７２×５ＭＨｚの信号が生成される。次に、ＬＰＦ処理４１０によって信号は帯域制限され、図５（ｃ）に示す信号が生成される。さらに、間引き処理４２０において８サンプル中１サンプルが選択され、１９．２ＭＨｚの信号を生成することができる。
【００４５】
図６は、本発明の圧縮／復元処理に用いるＬＰＦ処理４１０を行う低域通過フィルタの構成の一例を示すブロック図である。
【００４６】
ＬＰＦ処理４１０を行う低域通過フィルタは、ｎ−１段の遅延部８１０、入力信号及び遅延部８１０の各段の係数を乗算する係数乗算部８２０、及び乗算結果を加算する加算部８３０を有する。すなわち、ＬＰＦ処理４１０では、入力された信号はｎ−１段の遅延部８１０に蓄積される。遅延部８１０が蓄積した信号は、係数乗算部８２０にて遅延の各段毎に係数を乗算され、加算部８３０が全ての乗算結果を加算する。
【００４７】
遅延部８１０の各段における遅延量及び係数乗算部８２０が各段において乗算する係数によって、本構成の信号処理の特性が変化する。例えば、図４に示す圧縮／復元処理において圧縮を行う例では、遅延部８１０での各段毎の遅延量は間引き処理４２０に対応したＭサンプル分である。また、係数乗算部８２０にて乗じる係数をフーリエ変換した結果が本信号処理の周波数特性となる。さらに、周波数特性に生じるリプル（振動）の周波数軸における周期は遅延部８１０の１段あたりの遅延量と係数乗算部８２０の数との積に反比例する。遅延部８１０の１段あたりの遅延量と係数乗算部８２０の数との積がフィルタ長である。
【００４８】
図７は、本発明の実施例の圧縮処理に用いる低域通過フィルタの周波数特性を示す図である。
【００４９】
低域通過フィルタは通過域６１０の利得は１、阻止域６２０の利得は０となり、通過域６１０と阻止域６２０との間の遷移域６３０が存在しないような特性が望ましいが、このような理想的な特性の低域通過フィルタは無限長の信号処理を必要とし、実現不可能である。理想的な低域フィルタを用いて図４の圧縮／復元処理を行う場合、圧縮後のサンプリング周波数Ｆ２及び遮断周波数６５０が圧縮前の信号の有効帯域幅以上であれば、圧縮／復元処理による信号の劣化は生じない。しかし、図７のように現実的な特性の低域通過フィルタを用いて圧縮／復元処理を行う場合、圧縮及び復元後の信号は圧縮前の信号より劣化する。
【００５０】
例えば、図７に示す特性の低域通過フィルタを用いる場合、通過域６１０の利得が１ではないことによって信号に歪みが生じる。また、阻止域６２０の利得が０ではないことによって、０挿入処理において生じた鏡像に由来する信号および受信時の帯域外雑音が本来の信号に重畳されて、雑音となる。また、遷移域６３０が０挿入処理により鏡像が生じる周波数範囲まで拡がった場合についても同様に、本来の信号に雑音が重畳される。一般に、低域通過フィルタの特性は、通過域６１０、阻止域６２０、遷移域６３０の特性がトレードオフとなる。
【００５１】
なお、図７のような低域通過フィルタの設計方法としては、例えばＲｅｍｅｚ法による設計や、理想的なＳｉｎｃ関数に対してＫａｉｓｅｒ窓のような窓関数を乗じて作成する方法がある。Ｒｅｍｅｚ法を用いて設計した場合、通過域には等振幅のリプル（振動）が生じる。またＳｉｎｃ関数に窓関数を乗じる場合、阻止域に近いほど大きなリプルが通過域内で生じる。
【００５２】
図８は、本発明の実施例の復元処理に用いる低域通過フィルタの周波数特性を示す図である。
【００５３】
復元処理に用いる低域通過フィルタの周波数特性の通過域７１０に生じるリプルと、圧縮処理に用いる低域通過フィルタの通過域６１０に生じるリプルとは、位相が（望ましくは２分の１周期）ずれている。図７の特性を持つ低域通過フィルタを用いて圧縮した信号を図８の特性を持つ低域通過フィルタを用いて復元すると、圧縮時に利得が１より大きく振幅増加方向に歪んだ周波数成分は復元時に振幅減少方向に歪む。このため、本実施例の低域通過フィルタの組み合わせを用いると、圧縮時の歪みと復元時の歪みとが互いに打ち消しあう相補特性を有する。このため、圧縮処理及び復元処理において同じ特性の低域通過フィルタを用いる場合より、歪みの少ない良好な特性、すなわち通過域において平坦な特性を得ることができる。
【００５４】
図７の特性を持つ低域通過フィルタと図８の特性を持つ低域通過フィルタのように、通過域の特性が互いに打ち消しあうフィルタの組み合わせは、例えば、遮断周波数をずらした同じ段数のＦＩＲフィルタを設計することにより得ることができる。例えば、圧縮に用いる低域通過フィルタの遮断周波数と復元に用いる低域通過フィルタの遮断周波数との差を、圧縮前の信号のサンプリング周波数に比例し、低域通過フィルタのフィルタ長に反比例する値だけ異なる値になるように、低域通過フィルタを設計する。より具体的には、圧縮処理に用いる低域通過フィルタの遮断周波数と復元処理に用いる低域通過フィルタの遮断周波数との差は、フィルタの段数で除した値とする。なお、復元時には圧縮時よりも低い周波数に鏡像信号が発生することから、圧縮に用いる低域通過フィルタの遮断周波数６５０より復元に用いる低域通過フィルタの遮断周波数７５０を低く設定することによって、鏡像信号の抑制不足により生じる信号ひずみを抑圧し、折り返し雑音を減らすことができる。
【００５５】
また、前述したように圧縮及び復元に用いる低域通過フィルタの通過域特性の歪みが互いに打ち消しあうことから、低域通過フィルタの設計時に通過域より阻止域の歪みが小さくなるように設計することができ、圧縮及び復元を組み合わせた際の信号全体の歪みを小さくすることができる。
【００５６】
なお、通常、ベースバンドユニット１００とＲＦユニット１１０とは双方向で通信するので、ベースバンドユニット１００及びＲＦユニット１１０のうち、送信側ユニットが圧縮処理に用いる低域通過フィルタ（図７）を有し、受信側ユニットが復元処理に用いる低域通過フィルタ（図８）を有する。
【００５７】
以上に説明したように、本発明の実施例によれば、ベースバンドユニット１００とＲＦユニット１１０とが対向して設けられる無線局装置であって、ベースバンドユニット１００とＲＦユニット１１０とのうちの送信側のユニットは、圧縮処理に用いる第１の低域通過フィルタ（図７）を有し、ベースバンドユニット１００とＲＦユニット１１０とのうちの受信側のユニットは、第１の低域通過フィルタ（図７）の通過域の周波数特性と、通過域の周波数特性が相補特性となり、復元処理に用いる第２の低域通過フィルタ（図８）を有し、送信側ユニットは、第１の低域通過フィルタを用いてダウンサンプルすることによって信号を圧縮し、前記圧縮した信号を受信側ユニットに送信し、受信側ユニットは、第２の低域通過フィルタを用いて圧縮された信号をアップサンプルすることによって信号を復元するので、ベースバンドユニット１００とＲＦユニット１１０とが分離した構成の無線局において、ベースバンドユニット１００とＲＦユニット１１０との間の信号の歪みを抑えつつ信号量を削減することができる。
【００５８】
また、第１の低域通過フィルタの通過域におけるリプル特性と、第２の低域通過フィルタの通過域におけるリプル特性とは、リプルの２分の１周期だけずれているので、圧縮時の歪みと復元時の歪みとを互いに打ち消しあうことができる。
【００５９】
また、第１の低域通過フィルタと前記第２の低域通過フィルタとは、同じ段数のフィルタであって、第１の低域通過フィルタの遮断周波数と、第２の低域通過フィルタの遮断周波数との差は、圧縮前の信号のサンプリング周波数を第１及び第２の低域通過フィルタの段数で除した値とするので、フィルタを容易に設計することができる。
【００６０】
また、第１の低域通過フィルタの遮断周波数は第２の低域通過フィルタの遮断周波数より高く設定するので、折り返し雑音を減らすことができる。
【００６１】
また、第１の低域通過フィルタの阻止域における歪みは通過域における歪みより小さく、前記第２の低域通過フィルタの阻止域における歪みは通過域における歪みよりも小さく設定するので、二つのフィルタで相補できない阻止域の特性を重視した設計をすることができる。
【００６２】
なお、本発明は前述した実施例に限定されるものではなく、添付した特許請求の範囲の趣旨内における様々な変形例及び同等の構成が含まれる。例えば、前述した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を有するものに本発明は限定されない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えてもよい。また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えてもよい。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をしてもよい。
【００６３】
また、前述した各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等により、ハードウェアで実現してもよく、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し実行することにより、ソフトウェアで実現してもよい。
【００６４】
各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリ、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記憶装置、又は、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に格納することができる。
【００６５】
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、実装上必要な全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には、ほとんど全ての構成が相互に接続されていると考えてよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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