(57)【要約】【課題】送信装置の増幅器のバックオフを小さくしても、通信品質の劣化を防止することができる無線伝送システムを得ることを目的とする。【解決手段】送信用増幅器１７が増幅する伝送信号の電圧振幅値が規定電圧振幅値より大きくなる場合、その伝送信号の電圧振幅値を小さくする送信波形形成回路１５を送信装置１に搭載するとともに、その伝送信号の電圧振幅値を大きくする受信波形形成回路２３を受信装置２に搭載する。これにより、送信用増幅器１７の電力効率を高めることができる。【選択図】        図１
2005006186.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースバンド信号に局部発振信号を混合して伝送信号を生成する伝送信号生成器と、上記伝送信号生成器により生成された伝送信号を増幅する送信用増幅器と、上記送信用増幅器により増幅された伝送信号を空間に放射する送信アンテナとから構成された送信装置と、上記送信装置から放射された伝送信号を受信する受信アンテナと、上記受信アンテナにより受信された伝送信号に局部発振信号を混合してベースバンド信号を再生する信号再生器とから構成された受信装置とを備えた無線伝送システムにおいて、上記送信用増幅器が増幅する伝送信号の電圧振幅値が規定電圧振幅値より大きくなる場合、その伝送信号の電圧振幅値を小さくする送信波形形成回路を上記送信装置に搭載するとともに、その伝送信号の電圧振幅値を大きくする受信波形形成回路を上記受信装置に搭載することを特徴とする無線伝送システム。
【請求項２】
送信波形形成回路は伝送信号の平均信号電力に相当する電圧値が規定電圧振幅値に設定され、その伝送信号の電圧振幅値が規定電圧振幅値より大きくなると、その伝送信号の電圧振幅値を小さくする入出力特性を有し、受信波形形成回路は、上記送信波形形成回路の入出力特性を打ち消す入出力特性を有していることを特徴とする請求項１記載の無線伝送システム。
【請求項３】
ベースバンド信号に局部発振信号を混合して伝送信号を生成する伝送信号生成器と、上記伝送信号生成器により生成された伝送信号を増幅する送信用増幅器と、上記送信用増幅器により増幅された伝送信号を空間に放射する送信アンテナとから構成された送信装置と、上記送信装置から放射された伝送信号を受信する受信アンテナと、上記受信アンテナにより受信された伝送信号に局部発振信号を混合してベースバンド信号を再生する信号再生器とから構成された受信装置とを備えた無線伝送システムにおいて、上記送信用増幅器の歪特性を補償する受信波形形成回路を上記受信装置に搭載することを特徴とする無線伝送システム。
【請求項４】
受信波形形成回路は、送信用増幅器により増幅された伝送信号に含まれる歪成分を除去する補正データを記憶し、受信アンテナにより受信された伝送信号に当該補正データを加算することを特徴とする請求項３記載の無線伝送システム。
【請求項５】
送信装置から放射された伝送信号を受信する受信アンテナと、上記受信アンテナにより受信された伝送信号に局部発振信号を混合してベースバンド信号を再生する信号再生器とを備えた受信装置において、上記送信装置が伝送信号を増幅する送信用増幅器を搭載している場合、その送信用増幅器の歪特性を補償する受信波形形成回路を搭載することを特徴とする受信装置。
【請求項６】
受信波形形成回路は、送信用増幅器により増幅された伝送信号に含まれる歪成分を除去する補正データを記憶し、受信アンテナにより受信された伝送信号に当該補正データを加算することを特徴とする請求項５記載の受信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、伝送信号を送受信する無線伝送システムと、送信装置から放射された伝送信号を受信する受信装置とに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
情報を搬送波の振幅や位相に重畳して無線伝送する無線伝送システムにおいては、伝送信号の歪みにより通信品質が劣化する。
そこで、伝送信号が歪まないようにするために、無線伝送システムの送信装置に搭載されている増幅器においては、増幅器が非線形領域とならないように、伝送し得る最大電力に対して、十分なバックオフ（＝（線形領域における伝送信号の最大振幅）２／伝送信号の平均電力）が確保されている。特に、複数の搬送波を用いて広帯域伝送を行うマルチキャリア方式を用いた無線伝送システムにおいては、非常に大きなバックオフが必要となっている。
【０００３】
マルチキャリア方式を用いている従来の無線伝送システムは、例えば、ディジタルテレビ放送におけるＯＦＤＭ方式や携帯電話におけるＭＣ−ＣＤＭＡ方式に適用される。
具体的には、送信装置がＯＦＤＭ方式のベースバンド信号に局部発振信号を混合して伝送信号を生成して、その伝送信号を増幅し、送信アンテナが増幅後の伝送信号を空間に放射する。
一方、受信装置は、受信アンテナが送信装置から放射された伝送信号を受信すると、その伝送信号を増幅し、増幅後の伝送信号に局部発振信号を混合してベースバンド信号を再生する。
【０００４】
なお、従来の無線伝送システムの場合、送信装置の増幅器が非線形領域とならないように十分なバックオフが確保されている。
したがって、送信装置の増幅器の非線形性に起因する通信品質の劣化を防止することができる（例えば、非特許文献１参照）。
【０００５】
【非特許文献１】
「ＯＦＤＭ変調技術」２０００年３月６日  株式会社トリケップス発行、Ｐ．３７〜５１，Ｐ．９０〜９３
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の無線伝送システムは以上のように構成されているので、送信装置の増幅器の非線形性に起因する通信品質の劣化を防止することができるが、その増幅器のバックオフが十分に確保されるため、その増幅器の電力効率が劣化するなどの課題があった。
【０００７】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、送信装置の増幅器のバックオフを小さくしても、通信品質の劣化を防止することができる無線伝送システムを得ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る無線伝送システムは、送信用増幅器が増幅する伝送信号の電圧振幅値が規定電圧振幅値より大きくなる場合、その伝送信号の電圧振幅値を小さくする送信波形形成回路を送信装置に搭載するとともに、その伝送信号の電圧振幅値を大きくする受信波形形成回路を受信装置に搭載するようにしたものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による無線伝送システムを示す構成図であり、図において、送信装置１のベースバンド信号生成器１１は受信側に伝達する伝送情報にしたがってベースバンド変調信号を生成し、Ｄ／Ａ変換器１２はベースバンド信号生成器１１により生成されたデジタルのベースバンド変調信号をアナログ信号に変換する。局部発振器１３は搬送波（局部発振信号）を発振し、ミクサ１４はＤ／Ａ変換器１２から出力されたベースバンド変調信号に当該搬送波を混合して伝送信号を生成する。なお、ベースバンド信号生成器１１、Ｄ／Ａ変換器１２、局部発振器１３及びミクサ１４から伝送信号生成器が構成されている。
【００１０】
送信波形形成回路１５は伝送信号の平均信号電力に相当する電圧値が規定電圧振幅値に設定され、その伝送信号の電圧振幅値が規定電圧振幅値より大きくなると、その伝送信号の電圧振幅値を小さくする入出力特性を有しており、ミクサ１４から出力された伝送信号の電圧振幅値が規定電圧振幅値より大きくなる場合、その伝送信号の電圧振幅値を小さくして出力する。
送信用フィルタ１６は伝送信号における送信帯域外の成分を除去し、送信用増幅器１７は送信用フィルタ１６から出力された伝送信号を増幅する。送信アンテナ１８は送信用増幅器１７により増幅された伝送信号を空間に放射する。
【００１１】
受信装置２の受信アンテナ２１は送信装置１から放射された伝送信号を受信し、受信用増幅器２２は受信アンテナ２１により受信された伝送信号を増幅する。
受信波形形成回路２３は送信波形形成回路１５の入出力特性を打ち消す機能を有し、ミクサ１４から出力された伝送信号の電圧振幅値が規定電圧振幅値より大きくなる場合、その伝送信号の電圧振幅値を大きくして出力する。
局部発振器２４は搬送波（局部発振信号）を発振し、ミクサ２５は受信波形形成回路２３から出力された伝送信号に当該搬送波を混合してベースバンド変調信号を出力する。Ａ／Ｄ変換器２６はミクサ２５から出力されたアナログのベースバンド変調信号をデジタル信号に変換する。ベースバンド信号処理器２７はＡ／Ｄ変換器２６から出力されたデジタルのベースバンド変調信号から伝送情報を再生する。なお、局部発振器２４、ミクサ２５、Ａ／Ｄ変換器２６及びベースバンド信号処理器２７から信号再生器が構成されている。
【００１２】
次に動作について説明する。
送信装置１のベースバンド信号生成器１１は、受信側に伝達する伝送情報にしたがってＯＦＤＭ方式のベースバンド変調信号を生成し、Ｄ／Ａ変換器１２は、ベースバンド信号生成器１１により生成されたデジタルのベースバンド変調信号をアナログ信号に変換する。
【００１３】
送信装置１のミクサ１４は、Ｄ／Ａ変換器１２からベースバンド変調信号を受けると、局部発振器１３から発振された搬送波を当該ベースバンド変調信号に混合して伝送信号を生成する。
即ち、ミクサ１４は、Ｄ／Ａ変換器１２から出力されたベースバンド変調信号の周波数を局部発振器１３から発振された搬送波の周波数帯域にアップコンバートする。なお、ミクサ１４から出力された伝送信号の電力スペクトラムは、図２に示すように、複数の搬送波周波数を有しており、また、その伝送信号の時間波形は、図３に示すように、平均信号電力に相当する電圧値よりも非常に大きな電圧値のピーク信号を有している。
【００１４】
送信装置１の送信波形形成回路１５は、図４に示すように、伝送信号の平均信号電力に相当する電圧値が規定電圧振幅値に設定され、その伝送信号の電圧振幅値（入力電圧）が規定電圧振幅値より大きくなると、その伝送信号の電圧振幅値を小さくする入出力特性を有しており、ミクサ１４から出力された伝送信号の電圧振幅値が規定電圧振幅値より大きくなる場合、その伝送信号の電圧振幅値を小さくして送信用フィルタ１６に出力する。
なお、伝送信号の電圧振幅値が規定電圧振幅値より大きくなると、その伝送信号の電圧振幅値を小さくする入出力特性としては、例えば、ｎ乗根関数特性（ｎ：奇数）やｓｉｎ関数特性（θ＝−π／２〜π／２）などが考えられる。
この送信波形形成回路１５を設けることにより、送信用増幅器１７に対する平均信号電力以上の入力信号電圧を小さくすることができるため、送信用増幅器１７のバックオフを小さくすることができる。
【００１５】
送信装置１の送信用フィルタ１６は、送信波形形成回路１５から伝送信号を受けると、その伝送信号における送信帯域外の成分を除去する。
送信装置１の送信用増幅器１７は、送信用フィルタ１６から出力された伝送信号を増幅し、送信アンテナ１８は、送信用増幅器１７により増幅された伝送信号を空間に放射する。
【００１６】
受信装置２の受信アンテナ２１は、送信装置１から放射された伝送信号を受信し、受信用増幅器２２は、受信アンテナ２１により受信された伝送信号を増幅する。
受信装置２の受信波形形成回路２３は、図５に示すように、送信波形形成回路１５の入出力特性を打ち消す入出力特性を有し、ミクサ１４から出力された伝送信号の電圧振幅値が規定電圧振幅値より大きくなる場合、その伝送信号の電圧振幅値を大きくしてミクサ２５に出力する。
なお、送信波形形成回路１５の入出力特性を打ち消す入出力特性としては、例えば、ｎ乗関数特性（ｎ：奇数）やａｒｃｓｉｎ関数特性（θ＝−π／２〜π／２）などが考えられる。
この受信波形形成回路２３を設けることにより、送信波形形成回路１５による伝送信号の波形変更の影響が除去される。
【００１７】
受信装置２のミクサ２５は、受信波形形成回路２３から伝送信号を受けると、局部発振器２４から発振された搬送波を当該伝送信号に混合してベースバンド変調信号を出力する。
即ち、ミクサ２５は、受信波形形成回路２３から出力された伝送信号の周波数をベースバンド帯（または、ＩＦ帯）の周波数帯域にダウンコンバートする。
受信装置２のＡ／Ｄ変換器２６は、ミクサ２５からアナログのベースバンド変調信号を受けると、そのベースバンド変調信号をデジタル信号に変換し、ベースバンド信号処理器２７は、Ａ／Ｄ変換器２６から出力されたデジタルのベースバンド変調信号から伝送情報を再生する。
【００１８】
以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、送信用増幅器１７が増幅する伝送信号の電圧振幅値が規定電圧振幅値より大きくなる場合、その伝送信号の電圧振幅値を小さくする送信波形形成回路１５を送信装置１に搭載するとともに、その伝送信号の電圧振幅値を大きくする受信波形形成回路２３を受信装置２に搭載するように構成したので、送信装置１の送信用増幅器１７のバックオフを小さくしても、通信品質の劣化を防止することができるようになり、その結果、送信用増幅器１７の電力効率を高めることができる効果を奏する。
【００１９】
実施の形態２．
上記実施の形態１では、送信波形形成回路１５をミクサ１４と送信用フィルタ１６の間に挿入して、受信波形形成回路２３を受信用増幅器２２とミクサ２５の間に挿入するものについて示したが、これに限るものではなく、例えば、送信波形形成回路１５をＤ／Ａ変換器１２とミクサ１４の間に挿入して、受信波形形成回路２３をミクサ２５とＡ／Ｄ変換器２６の間に挿入するようにしてもよく、上記実施の形態１と同様の効果を奏することができる。
また、送信波形形成回路１５をベースバンド信号生成器１１とＤ／Ａ変換器１２の間に挿入して、受信波形形成回路２３をＡ／Ｄ変換器２６とベースバンド信号処理器２７の間に挿入するようにしてもよく、上記実施の形態１と同様の効果を奏することができる。
【００２０】
実施の形態３．
図６はこの発明の実施の形態３による無線伝送システムを示す構成図であり、図において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
受信波形形成回路２８は送信用増幅器１７により増幅された伝送信号に含まれる歪成分を除去する補正データを記憶し、受信用増幅器２２により増幅された伝送信号に当該補正データを加算して、送信用増幅器１７の歪特性を補償する。
【００２１】
上記実施の形態１では、送信波形形成回路１５の入出力特性を打ち消す機能を有する受信波形形成回路２３を受信装置２に搭載するものについて示したが、送信用増幅器１７の歪特性を補償する受信波形形成回路２８を受信装置２に搭載するようにしてもよく、上記実施の形態１と同様の効果を奏することができる。また、この場合、送信波形形成回路１５を送信装置１に搭載する必要がないので、構成の簡略化を図ることもできる。
【００２２】
即ち、送信用増幅器１７が例えば図７に示すような歪特性を有している場合、入力前の伝送信号には含まれていない周波数成分、即ち、歪成分が送信用増幅器１７により増幅される伝送信号に含まれる。
そこで、受信波形形成回路２８は、送信用増幅器１７により増幅された伝送信号に含まれる歪成分を除去するための複数の補正データを予め記憶しており、伝送信号に含まれている歪成分を検出し、その歪成分に対応する補正データを選択して、受信用増幅器２２により増幅された伝送信号に当該補正データを加算し、送信用増幅器１７の歪特性を補償する。
【００２３】
実施の形態４．
上記実施の形態３では、受信波形形成回路２８を受信用増幅器２２とミクサ２５の間に挿入するものについて示したが、これに限るものではなく、例えば、受信波形形成回路２８をミクサ２５とＡ／Ｄ変換器２６の間に挿入するようにしてもよく、上記実施の形態３と同様の効果を奏することができる。
また、受信波形形成回路２８をＡ／Ｄ変換器２６とベースバンド信号処理器２７の間に挿入するようにしてもよく、上記実施の形態３と同様の効果を奏することができる。
【００２４】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、送信用増幅器が増幅する伝送信号の電圧振幅値が規定電圧振幅値より大きくなる場合、その伝送信号の電圧振幅値を小さくする送信波形形成回路を送信装置に搭載するとともに、その伝送信号の電圧振幅値を大きくする受信波形形成回路を受信装置に搭載するように構成したので、送信装置の送信用増幅器のバックオフを小さくしても、通信品質の劣化を防止することができるようになり、その結果、送信用増幅器の電力効率を高めることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１による無線伝送システムを示す構成図である。
【図２】伝送信号の電力スペクトラムを示す説明図である。
【図３】伝送信号の時間波形を示す説明図である。
【図４】送信波形形成回路の入出力特性を示す説明図である。
【図５】受信波形形成回路の入出力特性を示す説明図である。
【図６】この発明の実施の形態３による無線伝送システムを示す構成図である。
【図７】送信用増幅器の歪特性の補償を説明する説明図である。
【符号の説明】
１  送信装置、２  受信装置、１１  ベースバンド信号生成器（伝送信号生成器）、１２  Ｄ／Ａ変換器（伝送信号生成器）、１３  局部発振器（伝送信号生成器）、１４  ミクサ（伝送信号生成器）、１５  送信波形形成回路、１６  送信用フィルタ、１７  送信用増幅器、１８  送信アンテナ、２１  受信アンテナ、２２  受信用増幅器、２３  受信波形形成回路、２４  局部発振器（信号再生器）、２５  ミクサ（信号再生器）、２６  Ａ／Ｄ変換器（信号再生器）、２７ベースバンド信号処理器（信号再生器）、２８  受信波形形成回路。
【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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