(57)【要約】【課題】アナログ信号処理による周波数特性の影響を緩和する。【解決手段】本発明にかかるマルチキャリア信号処理装置は、送信部１４（アナログ回路素子）の周波数特性を補償するよう設定されたフィルタ係数に基づいて、生成されたマルチキャリア信号に対して補正処理を施す。より好ましくは、アナログ回路素子の温度を測定する温度測定部２４８をさらに設け、ＦＩＲフィルタ１２０は、アナログ回路素子の温度に応じたフィルタ係数に基づいて補正処理を行うことにより、アナログ回路素子の温度依存性の影響を緩和することができる。【選択図】          図１０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のサブキャリア成分を含むディジタル形式のマルチキャリア信号を生成するマルチキャリア信号生成手段と、
前記生成されたマルチキャリア信号を、アナログ形式の伝送信号に変換するディジタル／アナログ変換手段と、
前記変換された伝送信号に対して、アナログ信号処理を施すアナログ信号処理手段と、
前記ディジタル形式のマルチキャリア信号に対して、前記アナログ信号処理手段の周波数特性に応じた補正を施す補正手段と
を有するマルチキャリア信号処理装置。
【請求項２】
前記アナログ信号処理手段は、温度に応じて周波数特性が変化するアナログ回路素子を含み、
このアナログ回路素子またはアナログ回路素子の近傍の温度を計測する温度計測手段
をさらに有し、
前記補正手段は、前記計測された温度に応じて補正量を決定する
請求項１に記載のマルチキャリア信号処理装置。
【請求項３】
前記補正手段は、
前記計測された温度に応じたフィルタ係数を設定する係数設定手段と、
前記設定されたフィルタ係数に応じて、マルチキャリア信号を補正するディジタルフィルタと
を含む請求項２に記載のマルチキャリア信号処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディジタル信号処理およびアナログ信号処理によりマルチキャリア通信方式の伝送信号を生成するマルチキャリア信号処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば、多くの搬送波を用いてデータの伝送を行うマルチキャリア通信方式として、ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）方式等がある。
また、特許文献１は、アナログ高周波回路の周波数特性を平坦化する送信機を開示する。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２３３６１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述した背景からなされたものであり、アナログ信号処理による周波数特性の影響を緩和するマルチキャリア信号処理装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
［マルチキャリア信号処理装置］
上記目的を達成するために、本発明にかかるマルチキャリア信号処理装置は、複数のサブキャリア成分を含むディジタル形式のマルチキャリア信号を生成するマルチキャリア信号生成手段と、前記生成されたマルチキャリア信号を、アナログ形式の伝送信号に変換するディジタル／アナログ変換手段と、前記変換された伝送信号に対して、アナログ信号処理を施すアナログ信号処理手段と、前記ディジタル形式のマルチキャリア信号に対して、前記アナログ信号処理手段の周波数特性に応じた補正を施す補正手段とを有する。
【０００６】
好適には、前記アナログ信号処理手段は、温度に応じて周波数特性が変化するアナログ回路素子を含み、このアナログ回路素子またはアナログ回路素子の近傍の温度を計測する温度計測手段をさらに有し、前記補正手段は、前記計測された温度に応じて補正量を決定する。
【０００７】
好適には、前記補正手段は、前記計測された温度に応じたフィルタ係数を設定する係数設定手段と、前記設定されたフィルタ係数に応じて、マルチキャリア信号を補正するディジタルフィルタとを含む。
【０００８】
【発明の実施の形態】
［本発明の背景］
本発明の理解を助けるために、まず、本発明がなされるに至った背景を説明する。
図１は、本発明の背景の説明のために例示する第１のＯＦＤＭ送信機１の構成を示す図である。マルチキャリア送信は、ＦＤＭ方式を適用するほとんど全ての通信方式（例えば、ＰＤＣ、Ｗ−ＣＤＭＡなど）で行われるものであるが、本実施形態においては、説明のためにＯＦＤＭ送信機に適用した場合を具体例として以下の説明を行う。
図１に示すように、第１のＯＦＤＭ送信機１は、ディジタル信号処理部である伝送データ生成部１０と、ディジタル／アナログ変換回路（Ｄ／Ａ）１３と、アナログ信号処理部である送信部１４とから構成される。
伝送データ生成部１０は、シリアル／パラレル変換部（Ｓ／Ｐ）１００、ｎ個（ｎは２以上の整数）のマッピング部１０２−１〜１０２−ｎ、ＩＦＦＴ部１０４、および直交変調部１１０から構成され、複数のサブキャリア成分を含むデジタル形式のマルチキャリア信号を生成する。
Ｄ／Ａ１３は、伝送データ生成部１０により生成されたディジタル形式のマルチキャリア信号（伝送データ）をアナログ形式に変換する。
送信部１４は、局部発信回路１４２、周波数変換回路１４４および電力増幅器（ＴＸ−ＡＭＰ）１４６から構成され、アナログ形式のマルチキャリア信号に対して搬送波帯域へのアップコンバート処理および電力増幅処理などのアナログ信号処理を施して、マルチキャリア信号を伝送に適した伝送信号に変換する。
この送信部１４は、抵抗、コンデンサまたはコイル等の受動素子と、ダイオード、トランジスタまたはＩＣ等の能動素子とから構成されており、周波数依存特性を有する。
【０００９】
図２は、送信部１４の周波数特性を模式的に説明する図である。
また、図３（Ａ）は、ディジタル信号処理により生成されたマルチキャリア信号を模式的に説明し、図３（Ｂ）は、このマルチキャリア信号に基づいて生成された伝送信号を模式的に説明する図である。
図２に示すように、送信部１４（アナログ信号処理部）の周波数特性は、マルチキャリア信号の搬送波の帯域内で不均一となる。
そのため、ディジタル信号処理により、図３（Ａ）に示すような理想的なマルチキャリア信号が生成されたとしても、その後にアナログ信号処理が施されることにより、図３（Ｂ）に示すように波形の歪んだ伝送信号に変換されてしまう。
【００１０】
このような問題に対して、送信部１４に調整部を設けて、技術者が送信部１４の周波数特性を調整することも可能であるが、送信部１４の調整は、工数がかかりコストの上昇につながる。
また、送信部１４を調整するとしても、できるだけ周波数特性のよいアナログ部品を選択する必要があり、コストが上昇することとなる。
以下に示す本発明にかかるＯＦＤＭ送信機２またはＯＦＤＭ送信機３によれば、コストを抑えつつ、送信部１４の周波数特性により生じる不具合を有効に解消することができる。
【００１１】
［第１の実施形態］
マルチキャリア送信は、ＦＤＭ方式を適用するほとんど全ての通信方式で行われるものであるが、以下の説明においては、ＯＦＤＭ送信機に適用した場合で説明を行う。
図４は、本発明にかかる第２のＯＦＤＭ送信機２の構成を示す図である。
図４に示すように、第２のＯＦＤＭ送信機２は、図１に示した第１のＯＦＤＭ送信機１に、ディジタルフィルタ部１２０を追加した構成をとる。
なお、図４に示すＯＦＤＭ送信機２の構成部分の内、図１に示したＯＦＤＭ送信機１の構成部分と実質的に同じものには、同じ符号が付されている。
【００１２】
ＯＦＤＭ送信機２は、これらの構成部分により、外部の機器（図示せず）からシリアルに入力されるデジタル形式の送信データから、ＯＦＤＭ方式の伝送信号を生成し、無線回線に対して送信する。
なお、以下、マッピング部１０２−１〜１０２−ｎなど、複数ある構成部分のいずれかを特定せずに示す場合には、単にマッピング部１０２などと略記することがある。
【００１３】
図５は、図４に示した伝送データ生成部１０のハードウェア構成を例示する図である。
たとえば、伝送データ生成部１０の各構成要素は、カスタムＬＳＩなどによって、ハードウェア的に実現されうる。
【００１４】
あるいは、例えば、伝送データ生成部１０の各構成部分は、ソフトウェア的に実現されうる。
伝送データ生成部１０がソフトウェア的に実現される場合には、たとえば、伝送データ生成部１０を実行するハードウェアとして、図５に例示するＤＳＰ回路１６が用いられる。
図５に示すように、ＤＳＰ回路１６は、外部機器から送信データを受け入れる入力インターフェース回路（入力ＩＦ）１６０、ＲＯＭ１６４にプログラムとして記憶された伝送データ生成部１０を、ＲＡＭ１６６などを用いて実行するＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）１６２、および、伝送データ生成部１０による処理の結果として得られる伝送データをＤ／Ａ１３に対して出力する出力ＩＦ１６８などから構成される。
【００１５】
伝送データ生成部１０（図４）において、Ｓ／Ｐ１００は、外部機器から入力される送信データをパラレル形式に変換し、ｎ個のシンボル＃１〜＃ｎとして、マッピング部１０２−１〜１０２−ｎそれぞれに対して出力する。
なお、たとえば、伝送データ生成部１０が、ＢＰＳＫ（Ｂｉｎａｒｙ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）により変調を行う場合には、シンボル＃１〜＃ｎそれぞれは、１ビットのデータを含む。
また、たとえば、伝送データ生成部１０が、１６ＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）により変調を行う場合には、シンボル＃１〜＃ｎそれぞれは、４ビットのデータを含む。
また、シンボル＃１〜＃ｎの変調は、ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ等いろいろな変調方式のデータを含む場合もある。
【００１６】
マッピング部１０２それぞれは、伝送データ生成部１０の変調方式に従って、Ｓ／Ｐ１００から入力されたシンボルを、信号点にマッピングする。
つまり、マッピング部１０２それぞれは、シンボルを、ある搬送波の位相と振幅とに対応づけることにより変調を行う。
【００１７】
ＩＦＦＴ部１０４は、マッピング部１０２−１〜１０２−ｎそれぞれから入力される信号点にマッピングされたｎ個のシンボル（ｎ個のマップドデータ）に対して逆ＦＦＴ（ＩＦＦＴ）処理を行う。
つまり、ＩＦＦＴ部１０４は、マッピング部１０２−１〜１０２−ｎにより生成された周波数領域のマップドデータを時間領域に一括変換し、Ｉ成分およびＱ成分の変調データとして、直交変調部１１０に対して出力する。
【００１８】
図６は、図４に示した直交変調部１１０がシングルコンバージョンの場合に適用する構成例を示す図である。
図６に示すように、直交変調部１１０は、搬送波生成部１１２、ミキサ部１１４−１，１１４−２、移相部１１６および加算部１１８から構成される。
直交変調部１１０は、これらの構成部分、あるいは、これらの構成部分と同等の処理を行う構成部分によりディジタル演算を行い、搬送波Ｌｏ１で、ＩＦＦＴ部１０４から入力されるＩ成分およびＱ成分の変調データを直交変調し、伝送データを生成して送信部１４に対して出力する。
【００１９】
直交変調部１１０において、搬送波信号生成部１１２は、搬送波信号Ｌｏ１を示すデジタル形式の搬送波データを生成し、第１のミキサ部１１４−１および移相部１１６に対して出力する。
【００２０】
移相部１１６は、搬送波生成部１１２から入力される搬送波データの位相を９０°ずらし、第２のミキサ部１１４−２に対して出力する。
【００２１】
第１のミキサ部１１４−１は、ＩＦＦＴ部１０４（図４）から入力されるＩ成分の変調データと、搬送波生成部１１２から入力される搬送波データとを乗算し、この処理により得られたデータを加算部１１８に対して出力する。
第２のミキサ部１１４−２は、ＩＦＦＴ部１０４から入力されるＱ成分の変調データと、移相部１１６から入力される９０°位相がずらされた搬送波データとを乗算し、この処理により得られたデータを加算部１１８に対して出力する。
加算部１１８は、ミキサ部１１４−１，１１４−２から入力されるデータを加算し、伝送データとしてディジタルフィルタ部１２０に対して出力する。
【００２２】
図７は、図４に示したディジタルフィルタ部１２０の構成を例示する図である。
図７に示すように、本例のディジタルフィルタ部１２０は、１つのＦＩＲ（Ｆｉｎｉｔｅ  Ｉｍｐｕｌｓｅ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）フィルタであり、遅延部１２２−１〜１２２−ｍ、乗算部１２４−０〜１２４−ｍ、および、加算部１２６から構成される。
以下、ＦＩＲフィルタ１２０をディジタルフィルタ部１２０の具体例として説明する。
遅延部１２２−１〜１２２−ｍは、それぞれ直交変調部１１０（図４，図６）から入力される伝送データに対して遅延を与え、乗算部１２４−０〜１２４−ｍに対して出力する。
乗算部１２４−０〜１２４−ｍは、それぞれ遅延部１２２−１〜１２２−ｍから入力された伝送データに対して、係数ａ０〜ａｍそれぞれを乗算し、加算部１２６に対して出力する。
なお、係数ａ０〜ａｍは、全キャリアの周波数帯域においてアナログ信号処理による周波数特性の影響を補償するよう設定される。
加算部１２６は、乗算部１２４−０〜１２４−ｍから入力された伝送データを加算し、Ｄ／Ａ１３に対して出力する。
このように、ＦＩＲフィルタ１２０は、直交変調部１１０の加算部１１８（図６）から入力された伝送データに対して、アナログ信号処理（送信部１４）の周波数特性を補償するフィルタ処理を施し、Ｄ／Ａ１３に対して出力する。
【００２３】
Ｄ／Ａ１３（図４）は、伝送データ生成部１０から入力されるディジタル形式の伝送データを、アナログ形式の伝送信号に変換し、送信部１４に対して出力する。
【００２４】
送信部１４（図４）において、局部発信回路１４２は、Ｄ／Ａ１３から入力された伝送信号を所望の周波数とするために用いられるアナログ形式の周波数変換用信号Ｌｏ２を生成し、周波数変換回路１４４に対して出力する。
【００２５】
周波数変換回路１４４は、Ｄ／Ａ１３から入力される伝送信号と、局部発信回路１４２から入力される周波数変換用信号Ｌｏ２とを、アナログ処理により乗算し、所望の周波数帯の伝送信号に変換する。
【００２６】
電力増幅器１４６は、周波数変換回路１４４から入力される伝送信号を電力増幅し、アンテナ１４８を介して無線回線に対して送信する。
【００２７】
［フィルタ係数の設定］
次に、上記ＦＩＲフィルタ１２０（図７）の係数ａ０〜ａｍの設定方法について説明する。
ＦＩＲフィルタ１２０において、乗算部１２４（図７）により乗算される係数ａ０〜ａｍは、アナログ信号処理による信号レベルの減衰量を相殺するように設定される。
図８は、乗算部１２４（図７）の係数を設定する際に目標となるＦＩＲフィルタ１２０（図７）のインパルス応答を例示する図である。
また、図９は、図８に例示したインパルス応答が得られるようＦＩＲフィルタ１２０の係数を設定した場合の周波数特性を模式的に示した図であって、（Ａ）は、ＦＩＲフィルタ１２０の周波数特性を示し、（Ｂ）は、送信部１４の周波数特性を示し、（Ｃ）は、ＯＦＤＭ送信機２全体の周波数特性を示す。
乗算部１２４により乗算される係数ａ０〜ａｍは、ＦＩＲフィルタ１２０が図８に例示するインパルス応答を示すように設定されることが望ましい。
具体的には、図９（Ｂ）に例示するように送信部１４（アナログ信号処理部）の周波数特性が伝送帯域の中心部で低くなっている場合に、図９（Ａ）に例示するようにＦＩＲフィルタ１２０の周波数特性が伝送帯域の中心部で高くなるように、係数ａ０〜ａｍが設定される。
これにように、周波数特性を有する送信部１４と、この周波数特性を相殺するＦＩＲフィルタ１２０とを組み合わせることにより、図９（Ｃ）に例示するように、ＯＦＤＭ送信機２の周波数特性が略均一になる。
【００２８】
以上説明したように、本実施形態におけるＯＦＤＭ送信機２は、アナログ信号処理における信号の減衰量を補償するようにディジタル形式の伝送データ（マルチキャリア信号）を補正するので、良好な伝送信号を生成する。
特に、本実施形態におけるＯＦＤＭ送信機２は、ＦＩＲフィルタ１２０の係数を調整してアナログ信号処理の周波数特性を補償するので、アナログ部分の調整およびアナログ部品の高精度化が不要となり、コストを抑えることが可能となる。
【００２９】
［第２の実施形態］
送信部１４（図１，図４））は、抵抗、コンデンサ、コイル、ダイオード、トランジスタまたはＩＣ等のアナログ回路素子で構成されているため、周波数依存特性に加えて温度依存性を有する。
そのため、上記第１の実施形態に示したように送信部１４（図４）の周波数特性の影響を緩和しても、周囲の温度が変化すると、送信部１４の周波数特性も変化してその影響を十分に緩和できない場合もある。
そこで、第３のＯＦＤＭ送信機３は、温度に応じてＦＩＲフィルタ１２０の係数（フィルタ係数）を設定して、送信部１４の温度依存性の影響を緩和する。
【００３０】
図１０は、本発明にかかる第３のＯＦＤＭ送信機３の構成を示す図である。
図１０に示すように、第３のＯＦＤＭ送信機３は、第２のＯＦＤＭ送信機２（図４）に、係数設定部２２２、係数記録部２２４および温度測定部２４８を追加した構成をとる。
なお、図１０に示すＯＦＤＭ送信機３の構成部分の内、図４に示したＯＦＤＭ送信機２の構成部分と実質的に同じものには、同じ符号が付されている。
【００３１】
温度測定部２４８（図１０）は、既定の時間間隔で送信部１４内部の温度を測定し、測定結果を温度データとして係数設定部２２２に対して出力する。
たとえば、温度測定部２４８は、抵抗、コンデンサ、コイル、ダイオード、トランジスタまたはＩＣ等のアナログ回路素子の表面温度を測定し、温度データとして係数設定部２２２に対して出力する。
係数設定部２２２（図１０）は、温度測定部２４８から入力された温度データに対応するフィルタ係数を係数記録部２２４から読み出してＦＩＲフィルタ１２０に対して出力する。
ＦＩＲフィルタ１２０の乗算部１２４（図７）は、係数設定部２２２から入力されたフィルタ係数を伝送データに対して乗じる。
【００３２】
図１１は、係数記録部２２４が記録する係数テーブルを例示する図である。
図１１に例示するように、係数記録部２２４は、送信部１４の温度とフィルタ係数とを互いに対応付ける係数テーブルを記録する。
係数記録部２２４に記録されるフィルタ係数は、各温度領域における送信部１４（図１０）の周波数特性を補償するように設定された係数ａ０〜ａｍの組である。
【００３３】
このように、第３のＯＦＤＭ送信機３は、送信部１４の温度に応じてフィルタ係数を設定し、設定されたフィルタ係数を用いて送信部１４の周波数特性を補償するので、送信部１４の温度依存性の影響も緩和することができる。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明にかかるマルチキャリア信号処理装置によれば、アナログ信号処理による周波数特性の影響を緩和することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】背景を説明するために例示する第１のＯＦＤＭ送信機１の構成を示す図である。
【図２】図１に示した送信部１４の周波数特性を模式的に説明する図である。
【図３】（Ａ）は、ディジタル信号処理により生成されたマルチキャリア信号を模式的に説明し、（Ｂ）は、このマルチキャリア信号に基づいて生成された伝送信号を模式的に説明する図である。
【図４】本発明にかかる第２のＯＦＤＭ送信機２の構成を示す図である。
【図５】図４に示した伝送データ生成部１０のハードウェア構成を例示する図である。
【図６】図４に示した直交変調部１１０がシングルコンバージョンの場合に適用する構成例を示す図である。
【図７】図４に示したディジタルフィルタ部１２０の構成を例示する図である。
【図８】乗算部１２４（図７）の係数を設定する際に目標となるＦＩＲフィルタ１２０（図７）のインパルス応答を例示する図である。
【図９】図８に例示したインパルス応答が得られるようＦＩＲフィルタ１２０の係数を設定した場合の周波数特性を模式的に示した図であって、（Ａ）は、ＦＩＲフィルタ１２０の周波数特性を示し、（Ｂ）は、送信部１４の周波数特性を示し、（Ｃ）は、ＯＦＤＭ送信機２全体の周波数特性を示す。
【図１０】本発明にかかる第３のＯＦＤＭ送信機３の構成を示す図である。
【図１１】図１０に示した係数記録部２２４が記録する係数テーブルを例示する図である。
【符号の説明】
１，２，３・・・ＯＦＤＭ送信機、
１０・・・伝送データ生成部、
１００・・・Ｓ／Ｐ、
１０２・・・マッピング部、
１０４・・・ＩＦＦＴ部、
１１０・・・直交変調部、
１１２・・・搬送波生成部、
１１４・・・ミキサ部、
１１６・・・移相部、
１１８・・・加算部、
１２０・・・ディジタルフィルタ部、
１２２・・・遅延部、
１２４・・・乗算部、
１２６・・・加算部、
２２２・・・係数設定部、
２２４・・・係数記録部、
１３・・・Ｄ／Ａ、
１４・・・送信部、
１４２・・・局部発信回路、
１４４・・・周波数変換回路、
１４６・・・電力増幅器、
１４８・・・アンテナ、
２４８・・・温度測定部、
【図１】
2004336422.tif 000003
【図２】
2004336422.tif 000004
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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