(57)【要約】【課題】無線周波信号の出力に複数（２回）のアップコンバートを行う無線送信装置におけるプリディストータ方式の歪み補償の基となる信号の信頼度を向上させる。【解決手段】ローカル発振系２０は、信号処理部１０からの送信信号を送信無線周波信号まで２回アップコンバートするためのローカル発振信号を生成する１ｓｔ用及び２ｎｄ用シンセサイザー２１，２２を備えており、さらに、両シンセサイザの出力を混合しリターン系ローカル発振信号を生成する混合器２３を備えている。リターン系４０の混合器４１は、このリターン系ローカル発振信号を用いて、カプラ３６を通して折り返された送信無線周波信号の一部を１回ダウンコンバートするだけで送信信号と同じ周波数にし、信号処理部へ戻す。【選択図】      図１
2005020439.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された送信信号を、複数の送信用ローカル発振信号を用いて複数回に亘って周波数変換し、電力増幅して送信無線周波信号として出力する送信手段を備え、前記送信手段から出力される送信無線周波信号の一部を折り返し受信し周波数逆変換して得た折り返し受信信号に基づいて、前記送信無線周波信号の歪みを補償するように前記送信手段に入力する送信信号にあらかじめ歪みを与えるプリディストータ方式の歪み補償を行う無線送信装置において、
前記複数の送信用ローカル発振信号の各周波数を総合した周波数の単一の受信用ローカル発振信号を生成するローカル発振手段と、
折り返し受信した前記送信無線周波信号の一部に対し前記単一の受信用ローカル発振信号を用いて一回だけ周波数逆変換し、前記折り返し受信信号を得る折り返し受信手段とを備えることを特徴とする無線送信装置。
【請求項２】
送信すべきデータを変調処理して最低域の中間周波数の前記送信信号を生成し前記送信手段へ出力するとともに、前記折り返し受信手段から前記送信信号と同一周波数の折り返し受信信号を受信し、当該折り返し受信信号の歪みを監視し、当該歪みが減少するように前記送信手段への送信信号を逆方向に歪ませる信号処理手段を備えることを特徴とする請求項１記載の無線送信装置。
【請求項３】
前記送信手段で行う送信信号に対する周波数変換の回数が２回であるダブルコンバージョン方式で構成されたことを特徴とする請求項１または２記載の無線送信装置。
【請求項４】
前記ローカル発振手段が、第一の周波数の第一のローカル発振信号を生成する第一の発振器と、第二の周波数の第二のローカル発振信号を生成する第二の発振器と、前記第一及び第二のローカル発振信号を混合し前記第一及び第二の周波数を加算した第三の周波数の第三のローカル発振信号を生成する第一の混合器とを有し、
前記送信手段が、入力された第四の周波数の送信第一中間周波信号に対し前記第一のローカル発振信号を混合し第五の周波数の送信第二中間周波信号に変換する第二の混合器と、前記第二の混合器からの送信第二中間周波信号に対し前記第二のローカル発振信号を混合し第六の周波数の送信無線周波信号に変換する第三の混合器と、前記第三の混合器からの送信無線周波信号の電力増幅を行う電力増幅器と、前記電力増幅器の出力側に設けられ、前記電力増幅器から出力された送信無線周波信号の一部を分岐し前記折り返し受信手段へ出力する結合器とを有し、
前記折り返し受信手段が、前記送信手段からの送信無線周波信号の一部に対し前記第三のローカル発振信号を混合し前記送信第一中間周波信号と同じ第四の周波数の折り返し受信信号に変換する第四の混合器と、前記第四の混合器からの折り返し受信信号を増幅し出力する増幅器とを有することを特徴とする請求項３記載の無線送信装置。
【請求項５】
入力された送信信号を、複数の送信用ローカル発振信号を用いて複数回に亘って周波数変換し、電力増幅して送信無線周波信号として出力する送信手段を備え、前記送信手段から出力される送信無線周波信号の一部を折り返し受信し周波数逆変換して得た折り返し受信信号に基づいて、前記送信無線周波信号の歪みを補償するように前記送信手段に入力する送信信号にあらかじめ歪みを与えるプリディストータ方式の歪み補償を行う無線送信装置おける歪み補償方法において、
ローカル発振手段で、前記複数の送信用ローカル発振信号の各周波数を総合した周波数の単一の受信用ローカル発振信号を生成し、
折り返し受信手段で、折り返し受信した前記送信無線周波信号の一部に対し前記単一の受信用ローカル発振信号を用いて一回だけ周波数逆変換し、前記折り返し受信信号を得ることを特徴とする歪み補償方法。
【請求項６】
信号処理手段で、送信すべきデータを変調処理して最低域の中間周波数の前記送信信号を生成し前記送信手段へ出力し、前記折り返し受信手段から前記送信信号と同一周波数の折り返し受信信号を受信し、当該折り返し受信信号の歪みを監視し、当該歪みが減少するように前記送信手段への送信信号を逆方向に歪ませることを特徴とする請求項５記載の歪み補償方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は送信歪み補償を行う無線送信装置、及びその歪み補償方法に関し、特に入力された送信信号を、複数の送信用ローカル発振信号を用いて複数回に亘って周波数変換し、電力増幅して送信無線周波信号として出力する送信手段を備え、前記送信手段から出力される送信無線周波信号の一部を折り返し受信し周波数逆変換して得た折り返し受信信号に基づいて、前記送信無線周波信号の歪みを補償するように前記送信手段に入力する送信信号にあらかじめ歪みを与えるプリディストータ方式の歪み補償を行う無線送信装置と、その歪み補償方法とに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の狭帯域デジタル移動通信システム等に用いられる無線送信装置においては、隣接チャネル漏洩電力を抑えるために、無線周波送信信号の歪み（非線形歪み）を少なくする歪み補償技術（プリディストータ方式の歪み補償）を搭載している。この技術では、送信無線周波信号を出力する送信系（フォーワード系）の他に、出力送信無線周波信号の一部を折り返し受信する折り返し受信系（リターン系）を設け、この折り返し受信信号の歪みが少なくなるように送信信号にあらかじめ歪みを与えている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
またこの無線送信装置は、フォーワード系においてローカル発振器と混合器を用いて送信信号の周波数を最低域の中間周波数から無線周波数まで変換（アップコンバート）しており、リターン系においてもフォーワード系と共通のローカル発振器と個別の混合器を用いて折り返し受信した受信信号の周波数を無線周波数から最低域の中間周波数まで逆変換（ダウンコンバート）している〔セルフコンバージョン方式〕。無線周波数が高い場合、周波数変換は、複数回に分けて行われる。この場合、リターン系もフォーワード系と同様に構成され、複数の混合器を使用する。なお、主に２回の周波数変換が用いられ、これをダブルコンバージョン方式と称する（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−１５０３９３号公報（第２頁、図１）
【特許文献２】
特開平６−１５２４６１号公報（第２頁、図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のダブルコンバージョン方式に代表される複数回の周波数変換を行うフォーワード系を有する無線送信装置では、リターン系においてもフォーワード系と同様の構成で、複数回の周波数変換を行っている。このため、回路が大きく、複雑になり、使用するデバイスも多くなるため、回路のバラツキも大きくなる場合があった。しかし、リターン系を通して戻された信号を基準として送信出力及び歪み量を計算し、歪み補償を行っているので、リターン系の回路が煩雑になりデバイスのバラツキが大きくなると、歪み補正の効力を十分発揮できなかった。
【０００６】
本発明の目的は、ダブルコンバージョン等の複数回の周波数変換（アップコンバート）を行うフォーワード系を有する無線送信装置において、従来技術に比較してリターン系の回路構成を単純化し、デバイスのバラツキを抑え、歪み補償の基となる信号の信頼度を向上可能とした送信歪み補償を行う無線送信装置、及びその歪み補償方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る無線送信装置は、入力された送信信号を、複数の送信用ローカル発振信号を用いて複数回に亘って周波数変換し、電力増幅して送信無線周波信号として出力する送信手段を備え、前記送信手段から出力される送信無線周波信号の一部を折り返し受信し周波数逆変換して得た折り返し受信信号に基づいて、前記送信無線周波信号の歪みを補償するように前記送信手段に入力する送信信号にあらかじめ歪みを与えるプリディストータ方式の歪み補償を行う無線送信装置において、  前記複数の送信用ローカル発振信号の各周波数を総合した周波数の単一の受信用ローカル発振信号を生成するローカル発振手段と、折り返し受信した前記送信無線周波信号の一部に対し前記単一の受信用ローカル発振信号を用いて一回だけ周波数逆変換し、前記折り返し受信信号を得る折り返し受信手段とを備える。
【０００８】
本発明の請求項２に係る無線送信装置は、請求項１に係る無線送信装置において、送信すべきデータを変調処理して最低域の中間周波数の前記送信信号を生成し前記送信手段へ出力するとともに、前記折り返し受信手段から前記送信信号と同一周波数の折り返し受信信号を受信し、当該折り返し受信信号の歪みを監視し、当該歪みが減少するように前記送信手段への送信信号を逆方向に歪ませる信号処理手段を備える。
【０００９】
本発明の請求項３に係る無線送信装置は、請求項１または２に係る無線送信装置において、前記送信手段で行う送信信号に対する周波数変換の回数が２回であるダブルコンバージョン方式で構成されている。
【００１０】
本発明の請求項４に係る無線送信装置は、請求項３に係る無線送信装置において、前記ローカル発振手段が、第一の周波数の第一のローカル発振信号を生成する第一の発振器と、第二の周波数の第二のローカル発振信号を生成する第二の発振器と、前記第一及び第二のローカル発振信号を混合し前記第一及び第二の周波数を加算した第三の周波数の第三のローカル発振信号を生成する第一の混合器とを有し、前記送信手段が、入力された第四の周波数の送信第一中間周波信号に対し前記第一のローカル発振信号を混合し第五の周波数の送信第二中間周波信号に変換する第二の混合器と、前記第二の混合器からの送信第二中間周波信号に対し前記第二のローカル発振信号を混合し第六の周波数の送信無線周波信号に変換する第三の混合器と、前記第三の混合器からの送信無線周波信号の電力増幅を行う電力増幅器と、前記電力増幅器の出力側に設けられ、前記電力増幅器から出力された送信無線周波信号の一部を分岐し前記折り返し受信手段へ出力する結合器とを有し、前記折り返し受信手段が、前記送信手段からの送信無線周波信号の一部に対し前記第三のローカル発振信号を混合し前記送信第一中間周波信号と同じ第四の周波数の折り返し受信信号に変換する第四の混合器と、前記第四の混合器からの折り返し受信信号を増幅し出力する増幅器とを有する。
【００１１】
本発明の請求項５に係る歪み補償方法は、入力された送信信号を、複数の送信用ローカル発振信号を用いて複数回に亘って周波数変換し、電力増幅して送信無線周波信号として出力する送信手段を備え、前記送信手段から出力される送信無線周波信号の一部を折り返し受信し周波数逆変換して得た折り返し受信信号に基づいて、前記送信無線周波信号の歪みを補償するように前記送信手段に入力する送信信号にあらかじめ歪みを与えるプリディストータ方式の歪み補償を行う無線送信装置おける歪み補償方法において、ローカル発振手段で、前記複数の送信用ローカル発振信号の各周波数を総合した周波数の単一の受信用ローカル発振信号を生成し、折り返し受信手段で、折り返し受信した前記送信無線周波信号の一部に対し前記単一の受信用ローカル発振信号を用いて一回だけ周波数逆変換し、前記折り返し受信信号を得る工程を有する。
【００１２】
本発明の請求項６に係る歪み補償方法は、請求項５に係る歪み補償方法において、信号処理手段で、送信すべきデータを変調処理して最低域の中間周波数の前記送信信号を生成し前記送信手段へ出力し、前記折り返し受信手段から前記送信信号と同一周波数の折り返し受信信号を受信し、当該折り返し受信信号の歪みを監視し、当該歪みが減少するように前記送信手段への送信信号を逆方向に歪ませる工程を有する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
まず、本発明の概要を説明する。無線送信装置は、無線部の送信系（フォーワード系）において、最低域の中間周波数の送信信号（送信ＩＦ信号）を、複数の送信用ローカル発振信号を用いて複数回に亘って周波数変換（アップコンバート）し、パワーアンプ（電力増幅器）により電力増幅して送信無線周波信号（ＲＦ信号）として送信する。このパワーアンプの送信出力において、ＲＦ信号増幅時に歪みが生じる。このため、この歪み分をあらかじめ計算し、その結果をもとに歪ました信号をパワーアンプに入力することにより、送信出力時に歪みを補正（補償）する。この方式をプリディストータ方式の歪み補償と呼ぶ。以下、プリディストータ方式歪み補償の事を単に歪み補償と呼ぶ。
【００１４】
この歪み補償を行う時の無線部の構成として、フォーワード系と、フォーワード系の逆の系であり、フォーワード系の出力ＲＦ信号の一部を折り返し受信し周波数逆変換（ダウンコンバート）して最低域の中間周波数の折り返し受信信号を得る折り返し受信系（リターン系）とから構成される。そしてこれに使用するローカル発振系（シンセサイザー）はフォーワード系とリターン系とで共通なセルフコンバージョン方式が採用される。
【００１５】
ここでは、主として周波数変換を２回行うダブルコンバージョン方式の場合のリターン系の構成についての改善を提案する。この方式により、リターン系の構成が単純になり、またデバイスのバラツキ等も小さくなるため、信頼性も向上する。
【００１６】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１７】
図１は本発明の無線送信装置の一実施の形態を示すブロック構成図であり、本発明に関係する部分のみを示している。図１に図示していない、チャネル制御手段や、アンテナなどは本発明と直接関係なく、周知の技術で実現可能なので、説明を省略する。
【００１８】
図１において、本例の無線送信装置は、送信すべきデータを変調処理するデジタル信号処理部１０と、変調された送信信号を無線送信する無線部として、ローカル発振系２０，フォーワード系３０，及びリターン系４０とを有している。
【００１９】
ローカル発振系２０は、周波数Ｌ１の第１ローカル発振信号を出力する１ｓｔ用シンセサイザー２１と、周波数Ｌ２の第２ローカル発振信号を出力する２ｎｄ用シンセサイザー２２と、第１ローカル発振信号及び第２ローカル発振信号を混合し周波数Ｌ３（＝Ｌ１＋Ｌ２）のリターン系ローカル発振信号を出力するローカル混合器（ＭＩＸ）２３と、ＭＩＸ２３の出力信号の帯域制限を行うバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）２４とを有している。
【００２０】
１ｓｔ用シンセサイザー２１及び２ｎｄ用シンセサイザー２２は、図示していない制御手段からの制御により、送信無線チャネルに応じて発振周波数を切り替えることができる。
【００２１】
フォーワード系３０は、デジタル信号処理部１０からの送信ＩＦ信号（周波数ｆ１）に１ｓｔ用シンセサイザー２１からの第１ローカル発振信号（周波数Ｌ１）を混合するフォーワード系第１混合器（１ｓｔＭＩＸ）３１と、１ｓｔＭＩＸ３１の出力信号の帯域制限を行うバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）３２と、ＢＰＦ３２の出力信号に２ｎｄ用シンセサイザー２２からの第２ローカル発振信号（周波数Ｌ２）を混合するフォーワード系第２混合器（２ｎｄＭＩＸ）３３と、２ｎｄＭＩＸ３３の出力信号の帯域制限を行うバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）３４と、ＢＰＦ３４の出力信号の電力増幅を行うパワーアンプ（電力増幅器）３５と、パワーアンプ３５の出力信号を分岐し一方を図示していないアンテナ部へ、他方をリターン系４０へ出力するカプラ（結合器：ｃｐ）３６とを有している。
【００２２】
リターン系４０は、フォーワード系３０のカプラ３６からの出力信号にローカル発振系２０のＭＩＸ２３，ＢＰＦ２４からのリターン系ローカル発振信号を混合するリターン系混合器（ＭＩＸ）４１と、ＭＩＸ４１の出力信号の帯域制限を行うバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）４２と、ＢＰＦ４２の出力信号を増幅しデジタル信号処理部１０へ出力する増幅器（ＡＭＰ）４３とを有している。
【００２３】
次に動作を説明する。
【００２４】
デジタル信号処理部１０は、送信すべきデータ（ベースバンド信号）を所定の方式で変調処理し、アナログの送信ＩＦ信号（第１送信中間周波信号：周波数ｆ１）に変換してフォーワード系３０へ出力する。
【００２５】
フォーワード系３０では、デジタル信号処理部１０より入力された送信ＩＦ信号（第１送信中間周波信号）は、１ｓｔＭＩＸ３１と１ｓｔ用シンセサイザー２１とにより第２送信中間周波数信号に変換される（アップコンバート、周波数はｆ２＝ｆ１＋Ｌ１）。この出力信号は、ＢＰＦ３２により不要波を除かれ、２ｎｄＭＩＸ３３へ入力される。ここでは、２ｎｄ用シンセサイザー２２とにより無線周波数（ＲＦ周波数）へ変換される（アップコンバート、周波数はｆ３＝ｆ２＋Ｌ２＝ｆ１＋Ｌ１＋Ｌ２）。
【００２６】
２ｎｄＭＩＸ３３の出力信号（送信無線周波信号）は、ＢＰＦ３４により、不要波を除かれ、パワーアンプ３５へ入力される。パワーアンプ３５で電力増幅された送信無線周波信号はさらに、カプラ３６により、大部分はアンテナ部へ供給され電波信号として放射されるが、一部がリターン系信号（折り返し受信信号）として抽出され、リターン系４０へ折り返し入力（フィードバック）される。
【００２７】
リターン系４０では、折り返し入力された送信無線周波信号の一部（周波数ｆ３）が、ＭＩＸ４１において、ローカル発振系２０からの１ｓｔ用シンセサイザー２１の出力信号（周波数Ｌ１）及び２ｎｄ用シンセサイザー２２の出力信号（周波数Ｌ２）のミキシング出力信号（Ｌ３＝Ｌ１＋Ｌ２）により、送信ＩＦ信号と同じ周波数（ｆ１）に変換され出力される（ダウンコンバート、周波数：ｆ３−Ｌ３＝（ｆ１＋Ｌ１＋Ｌ２）−（Ｌ１＋Ｌ２）＝ｆ１）。ＭＩＸ４１の出力信号（折り返し受信信号、受信ＩＦ信号）は、ＢＰＦ４２により、不要波を除かれ、アンプ４３に入力されてレベル調整された後、デジタル信号処理部１０へ入力される。
【００２８】
デジタル信号処理部１０では、リターン系４０からの折り返し受信信号（受信ＩＦ信号）をフォーワード系３０へ送出した送信ＩＦ信号と対比して監視し、その歪（非線形歪み）を計測することにより、フォーワード系３０の出力信号である送信無線周波信号の歪みを判定する。デジタル信号処理部１０は、この判定結果に基づいて、その歪みが減少するように送信ＩＦ信号に逆方向の歪みを与えてからフォーワード系３０へ送出する。。
【００２９】
上述したように、狭帯域デジタル移動通信において、少しでも隣接チャネルに妨害を与えないようにするため、効率よく歪みを補正する必要がある。このため、従来の無線送信装置（その無線部）では、フォーワード系と同じ構成のリターン系が使用されていた。結果、回路は煩雑になり、またデバイスのバラツキ等のため歪み補正の効力が十分発揮できないことがあった。とくに、リターン系は歪み補償するための信号を戻すのみでなく、これを基準として送信出力および歪み量が計算される。本実施の形態によれば、ローカル発振信号の混合方式（コンバージョン方式）を工夫することにより、リターン系のダウンコンバートを１回ですますことが可能になる。このため、回路の単純化、小型化、各デバイスのバラツキを、従来のダブルコンバージョン方式よりも抑えることが可能となる。このことにより、計算する信号の信頼度も向上する。さらに、低価格化も可能となる。
【００３０】
なお、上述の実施の形態においてはフォーワード系のアップコンバートを２回行うダブルコンバージョン方式の場合を例に説明したが、本発明の原理はこれに限定されることなく、３回以上のアップコンバートを行う場合にも適用可能である。
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、リターン系のダウンコンバートを１回ですませているので、回路の単純化、小型化、各デバイスのバラツキを、従来のダブルコンバージョン方式よりも抑えることができ、歪み補償の基となる信号の信頼度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示すブロック構成図である。
【符号の説明】
１０    デジタル信号処理部
２１    １ｓｔ用シンセサイザー
２２    ２ｎｄ用シンセサイザー
２３    ローカル混合器（ＭＩＸ）
３１    フォーワード系第１混合器（１ｓｔＭＩＸ）
３３    フォーワード系第２混合器（２ｎｄＭＩＸ）
３５    パワーアンプ
３６    カプラ
４１    リターン系混合器（ＭＩＸ）
【図１】
2005020439.tif 000003