(57)【要約】【課題】光ファイバによる信号の伝送を伴う場合でも増幅器において発生する相互変調歪みを補償することができる。【解決手段】基地局装置と無線装置が光伝送部材によって接続された無線送信システムにおいて、基地局装置は、送信信号のレベルに対応する歪み成分を取得する取得部と、取得された歪み成分を所定のゲインで増幅する増幅部と、送信信号と前記増幅部によって増幅された歪み成分とを分離可能に前記光伝送部材を介して前記無線装置へ送信する送信部とを有し、無線装置は、送信信号と歪み成分を受信する受信部と、受信された送信信号を所定の周波数帯域でフィルタリングするフィルタ部と、受信された歪み成分を前記増幅部によって用いられた所定のゲインの逆数のゲインで減衰する減衰部と、フィルタリング後の送信信号と減衰後の歪み成分とを合成する合成部と、合成信号を増幅する増幅器とを有する。【選択図】図１
2016092491.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基地局装置と無線装置が光伝送部材によって接続された無線送信システムであって、
前記基地局装置は、
送信信号のレベルに対応する歪み成分を取得する取得部と、
前記取得部によって取得された歪み成分を所定のゲインで増幅する増幅部と、
送信信号と前記増幅部によって増幅された歪み成分とを分離可能に前記光伝送部材を介して前記無線装置へ送信する送信部とを有し、
前記無線装置は、
前記送信部によって送信された送信信号と歪み成分を受信する受信部と、
前記受信部によって受信された送信信号を所定の周波数帯域でフィルタリングするフィルタ部と、
前記受信部によって受信された歪み成分を前記増幅部によって用いられた所定のゲインの逆数のゲインで減衰する減衰部と、
前記フィルタ部によるフィルタリング後の送信信号と前記減衰部による減衰後の歪み成分とを合成する合成部と、
前記合成部によって合成されて得られた合成信号を増幅する増幅器とを有する
ことを特徴とする無線送信システム。
【請求項２】
前記送信部は、
それぞれ波長が異なる光に送信信号と歪み成分を重畳する光変調部と、
前記光変調部によって送信信号と歪み成分が重畳された波長が異なる光を多重する波長多重部と
を有することを特徴とする請求項１記載の無線送信システム。
【請求項３】
前記送信部は、
光のそれぞれ異なる偏波面に送信信号と歪み成分を重畳する光変調部を有することを特徴とする請求項１記載の無線送信システム。
【請求項４】
前記増幅部は、
送信信号のレベルと前記取得部によって取得された歪み成分のレベルとの比に等しいゲインを用いて歪み成分を増幅することを特徴とする請求項１記載の無線送信システム。
【請求項５】
前記無線装置は、
前記増幅器による増幅後の信号を前記送信信号の周波数帯域の主信号成分と前記送信信号の周波数帯域外の残存歪み成分とに分離する分離部と、
前記分離部によって分離された残存歪み成分を所定のゲインで増幅する残存歪み増幅部と、
前記主信号成分と前記残存歪み増幅部によって増幅された残存歪み成分とを分離可能に前記光伝送部材を介して前記基地局装置へ送信するフィードバック送信部とをさらに有し、
前記基地局装置は、
前記フィードバック送信部によって送信された主信号成分と残存歪み成分とを受信するフィードバック受信部と、
前記フィードバック受信部によって受信された残存歪み成分を前記残存歪み増幅部によって用いられた所定のゲインの逆数のゲインで減衰する残存歪み減衰部と、
前記残存歪み減衰部による減衰後の残存歪み成分に基づいて、前記取得部によって歪み成分を取得するための係数を更新する更新部とをさらに有する
ことを特徴とする請求項１記載の無線送信システム。
【請求項６】
基地局装置と無線装置が光伝送部材によって接続された無線送信システムにおける歪み補償方法であって、
送信信号のレベルに対応する歪み成分を取得し、
取得された歪み成分を所定のゲインで増幅し、
送信信号と増幅された歪み成分とを分離可能に前記光伝送部材によって前記基地局装置から前記無線装置へ伝送し、
前記無線装置によって受信された送信信号を所定の周波数帯域でフィルタリングし、
前記無線装置によって受信された歪み成分を前記増幅する処理にて用いられた所定のゲインの逆数のゲインで減衰し、
フィルタリング後の送信信号と減衰後の歪み成分とを合成し、
合成されて得られた合成信号を増幅器によって増幅する
処理を有することを特徴とする歪み補償方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線送信システム及び歪み補償方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えばＲｏＦ（Radio  on  Fiber）などと呼ばれる技術を用いて、基地局装置と無線装置とを光ファイバで接続することが検討されている。ＲｏＦにおいては、無線送信信号が基地局装置によって光変調され、光ファイバによって遠隔地の無線装置まで伝送された後、無線装置によって増幅されて無線送信される。このため、例えば１つの基地局装置に複数の無線装置を接続し、信号に対する処理を基地局装置において一括して実行した上で、各無線装置から信号を無線送信することなどが可能となる。結果として、無線通信システムの全体のコストを低減することができる。
【０００３】
一般に、ＲｏＦにおける無線装置には、信号を増幅して無線送信するために増幅器が設けられる。通常、増幅器への入力レベルが比較的小さければ、入出力の線形性が保たれるのに対し、増幅器への入力レベルが大きくなって出力レベルが飽和レベルに近づくと、相互変調歪みによって入出力が非線形となる。したがって、電力効率が高い飽和レベル付近で増幅器を動作させる場合には、入出力が非線形となる非線形領域において増幅器を動作させることになる。
【０００４】
非線形領域において増幅器を動作させる際には、増幅器において発生する相互変調歪みを補償するのが好ましい。すなわち、増幅時に生じる相互変調歪みを補償することにより、増幅器の性能を最大限に発揮させることが可能となる。近年では、歪み補償方式として、増幅器で発生する相互変調歪みを相殺する歪み成分をあらかじめ送信信号に付与するプリディストーション方式が採用されることが多くなっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−１０３５７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ＲｏＦにおいてプリディストーション方式を採用する場合には、送信信号に付与された歪み成分が雑音によってマスクされてしまい、十分な歪み補償が困難であるという問題がある。
【０００７】
すなわち、ＲｏＦにおいてプリディストーション方式が採用される場合には、増幅器の相互変調歪みに対応する歪み成分が基地局装置において送信信号に付与される。そして、この送信信号が光ファイバによって無線装置へ伝送されるが、光ファイバによる伝送には、例えば熱雑音、フォトダイオードにおけるショット雑音、及び光源における相対強度雑音（Relative  Intensity  Noise：ＲＩＮ）などの雑音が伴う。このため、送信信号が光ファイバによって無線装置へ伝送される過程で上記の雑音が送信信号に付加されることにより、比較的レベルが小さい歪み成分が雑音によってマスクされてしまう。
【０００８】
この結果、送信信号が増幅器によって増幅される際に、相互変調歪みが十分に補償されず、隣接チャネル漏洩電力比(Adjacent  Channel  Leakage  Ratio：ＡＣＬＲ)の劣化が発生する。
【０００９】
開示の技術は、かかる点に鑑みてなされたものであって、光ファイバによる信号の伝送を伴う場合でも増幅器において発生する相互変調歪みを補償することができる無線送信システム及び歪み補償方法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】
【００１０】
本願が開示する無線送信システムは、１つの態様において、基地局装置と無線装置が光伝送部材によって接続された無線送信システムであって、前記基地局装置は、送信信号のレベルに対応する歪み成分を取得する取得部と、前記取得部によって取得された歪み成分を所定のゲインで増幅する増幅部と、送信信号と前記増幅部によって増幅された歪み成分とを分離可能に前記光伝送部材を介して前記無線装置へ送信する送信部とを有し、前記無線装置は、前記送信部によって送信された送信信号と歪み成分を受信する受信部と、前記受信部によって受信された送信信号を所定の周波数帯域でフィルタリングするフィルタ部と、前記受信部によって受信された歪み成分を前記増幅部によって用いられた所定のゲインの逆数のゲインで減衰する減衰部と、前記フィルタ部によるフィルタリング後の送信信号と前記減衰部による減衰後の歪み成分とを合成する合成部と、前記合成部によって合成されて得られた合成信号を増幅する増幅器とを有する。
【発明の効果】
【００１１】
本願が開示する無線送信システム及び歪み補償方法の１つの態様によれば、光ファイバによる信号の伝送を伴う場合でも増幅器において発生する相互変調歪みを補償することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、実施の形態１に係る無線送信システムの構成を示す図である。
【図２】図２は、実施の形態１に係る基地局装置の構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、実施の形態１に係る無線装置の構成を示すブロック図である。
【図４】図４は、実施の形態１に係る歪み補償処理を示すフロー図である。
【図５】図５は、送信信号に関する処理を説明する図である。
【図６】図６は、歪み成分に関する処理を説明する図である。
【図７】図７は、増幅器に入力される信号の具体例を示す図である。
【図８】図８は、実施の形態１に係る基地局装置の変形例を示すブロック図である。
【図９】図９は、実施の形態１に係る無線装置の変形例を示すブロック図である。
【図１０】図１０は、実施の形態２に係る基地局装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】図１１は、実施の形態２に係る無線装置の構成を示すブロック図である。
【図１２】図１２は、実施の形態２に係る係数更新処理を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本願が開示する無線送信システム及び歪み補償方法の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。
【００１４】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係る無線送信システムの構成を示す図である。この無線送信システムは、基地局装置１００と無線装置２００が光ファイバ３００によって接続された構成を採る。なお、図１においては、１つの無線装置２００が基地局装置１００に接続されているが、複数の無線装置２００が基地局装置１００に接続されても良い。
【００１５】
基地局装置１００は、送信信号を生成し、生成された送信信号を光変調した上で、光ファイバ３００を介して無線装置２００へ送信する。また、基地局装置１００は、無線装置２００が備える増幅器の相互変調歪みに対応する歪み成分を光変調した上で、光ファイバ３００を介して無線装置２００へ送信する。すなわち、基地局装置１００は、送信信号と歪み成分を別々に光ファイバ３００を介して無線装置２００へ送信する。なお、基地局装置１００は、歪み成分を送信信号のレベルと同等のレベルに増幅してから光変調する。基地局装置１００の具体的な構成については、後に詳述する。
【００１６】
無線装置２００は、基地局装置１００から送信された送信信号と歪み成分とを合成し、歪み成分が合成された送信信号を増幅して無線送信する。このとき、無線装置２００は、歪み成分を増幅前のレベルに減衰してから送信信号に合成する。無線装置２００の具体的な構成については、後に詳述する。
【００１７】
光ファイバ３００は、基地局装置１００と無線装置２００を接続する。なお、光ファイバ３００は、１本の光ファイバであっても良く、複数の光ファイバを束ねて構成される光ファイバケーブルであっても良い。
【００１８】
図２は、実施の形態１に係る基地局装置１００の構成を示すブロック図である。図２に示す基地局装置１００は、送信信号生成部１０１、光変調部１０２、歪み取得部１０３、増幅部１０４、光変調部１０５及び波長分割多重部１０６を有する。
【００１９】
送信信号生成部１０１は、データの符号化及び変調などを実行し、送信信号を生成する。送信信号生成部１０１が生成する送信信号は、電気信号である。
【００２０】
光変調部１０２は、送信信号生成部１０１によって生成された送信信号を光変調する。具体的には、光変調部１０２は、例えばＤＱＰＳＫ（Differential  Quadrature  Phase  Shift  Keying）変調などの変調方式により、電気信号である送信信号を光源からの光に重畳する。
【００２１】
歪み取得部１０３は、送信信号生成部１０１によって生成された送信信号のレベルに対応する歪み成分を取得する。すなわち、歪み取得部１０３は、無線装置２００に備えられた増幅器において発生する相互変調歪みを相殺するための歪み成分を取得する。このとき、歪み取得部１０３は、例えばメモリ多項式を用いて送信信号のレベルに対応する歪み成分を取得しても良く、信号のレベルごとに歪み成分を対応付けて記憶するルックアップテーブルを参照して送信信号のレベルに対応する歪み成分を取得しても良い。
【００２２】
増幅部１０４は、歪み取得部１０３によって取得された歪み成分を増幅する。具体的には、増幅部１０４は、歪み成分のレベルを送信信号のレベルと同等にするゲインを用いて歪み成分を増幅する。すなわち、増幅部１０４が用いるゲインＧは、以下の式（１）によって表される。
Ｇ＝ＰＳＤt／ＰＳＤd  ・・・（１）
【００２３】
ただし、ＰＳＤtは送信信号のパワースペクトル密度（Power  Spectral  Density）であり、ＰＳＤdは歪み成分のパワースペクトル密度である。パワースペクトル密度は、信号のレベルに相当する。
【００２４】
増幅部１０４は、ゲインＧを決定するために、送信信号及び歪み成分のレベルを測定しても良いが、上式（１）で求められる値に近い固定値をゲインＧとして利用しても良い。すなわち、通常、歪み補償は、送信信号へ付与される歪み成分の調整を繰り返しながら行われるため、たとえゲインＧが厳密に最適な値でなくても、歪み成分の調整の繰り返しを通して歪み補償の効果は収束する。増幅部１０４は、送信信号と同等のレベルに増幅された歪み成分を光変調部１０５へ出力する。
【００２５】
光変調部１０５は、増幅部１０４による増幅後の歪み成分を光変調する。具体的には、光変調部１０５は、光変調部１０２と同様に、例えばＤＱＰＳＫ変調などの変調方式により、電気信号である歪み成分を光源からの光に重畳する。なお、光変調部１０２と光変調部１０５の光源が発する光は、互いに波長が異なる光である。
【００２６】
波長分割多重部１０６は、光変調部１０２によって光変調された送信信号と光変調部１０５によって光変調された歪み成分とを波長多重する。すなわち、波長分割多重部１０６は、送信信号と歪み成分とを分離可能な状態で多重する。そして、波長分割多重部１０６は、送信信号と歪み成分が波長多重されて得られる光信号を光ファイバ３００を介して無線装置２００へ送信する。
【００２７】
図３は、実施の形態１に係る無線装置２００の構成を示すブロック図である。図３に示す無線装置２００は、波長分離部２０１、光復調部２０２、バンドパスフィルタ２０３、光復調部２０４、減衰部２０５、合成部２０６及び無線処理部２０７を有する。
【００２８】
波長分離部２０１は、光ファイバ３００から光信号を受信し、この光信号から送信信号と歪み成分が重畳された波長の光をそれぞれ分離する。
【００２９】
光復調部２０２は、送信信号が重畳された波長の光を復調して、電気信号となった送信信号を得る。そして、光復調部２０２は、送信信号をバンドパスフィルタ２０３へ出力する。この送信信号には、熱雑音の他に、フォトダイオードにおけるショット雑音及び光源における相対強度雑音（ＲＩＮ）などの雑音が付加されている。
【００３０】
バンドパスフィルタ２０３は、光復調部２０２からの出力を送信信号の周波数帯域でフィルタリングすることにより、送信信号の帯域外の雑音を除去する。すなわち、送信信号の周波数帯域はあらかじめ決定されているため、バンドパスフィルタ２０３は、この周波数帯域の信号を透過させることにより、送信信号の帯域外の雑音を除去する。
【００３１】
光復調部２０４は、歪み成分が重畳された波長の光を復調して、電気信号となった歪み成分を得る。そして、光復調部２０４は、歪み成分を減衰部２０５へ出力する。この歪み成分にも、熱雑音の他に、ショット雑音及びＲＩＮなどの雑音が付加されている。
【００３２】
減衰部２０５は、基地局装置１００の増幅部１０４によって用いられたゲインの逆数のゲインを用いて歪み成分を減衰する。すなわち、減衰部２０５は、基地局装置１００において増幅された歪み成分を元のレベルにまで減衰する。このとき、減衰部２０５は、歪み成分に付加された雑音も含めて減衰する。したがって、歪み成分に付加された雑音のレベルは、送信信号に付加された雑音のレベルよりも小さくなる。なお、増幅部１０４が送信信号及び歪み成分のレベルから上式（１）によってゲインを算出する場合には、減衰部２０５は、例えば所定の制御信号などにより増幅部１０４が用いたゲインの通知を受け、減衰のためのゲインを算出するようにしても良い。
【００３３】
合成部２０６は、送信信号の帯域外の雑音が除去された送信信号と、雑音が減衰した歪み成分とを合成する。すなわち、合成部２０６は、送信信号に歪み成分を付与するプリディストーション処理を行う。合成部２０６は、送信信号及び歪み成分に付加された雑音も合成するが、合成信号の送信信号の帯域外には減衰した雑音のみが存在する。このため、合成信号においては、送信信号の帯域外に付与される歪み成分が雑音によってマスクされる度合いを低減することができる。
【００３４】
無線処理部２０７は、増幅器２０８を有し、合成部２０６によって得られる合成信号に対して所定の無線送信処理を実行する。具体的には、無線処理部２０７は、例えばＤ／Ａ（Digital/Analogue）変換及びアップコンバートなどの無線送信処理を実行する。そして、無線処理部２０７は、無線送信処理後の信号を増幅器２０８によって増幅し、アンテナを介して無線送信する。増幅器２０８においては、送信信号の帯域外に相互変調歪みが発生するが、合成信号には相互変調歪みを相殺する歪み成分が付与されているため、増幅器２０８における相互変調歪みが低減される。このため、隣接チャネル漏洩電力比(ＡＣＬＲ)の劣化を抑制することができる。
【００３５】
次いで、上記のように構成された無線送信システムにおける歪み補償処理について、図４に示すフロー図を参照しながら説明する。
【００３６】
まず、基地局装置１００においては、送信信号生成部１０１によって送信信号が生成される（ステップＳ１０１）。具体的には、送信信号生成部１０１によってデータが符号化及び変調され、無線送信用の送信信号が生成される。生成された送信信号は、光変調部１０２及び歪み取得部１０３へ出力される。
【００３７】
そして、歪み取得部１０３によって、送信信号のレベルに基づいて、増幅器２０８における相互変調歪みを相殺する歪み成分が取得される（ステップＳ１０２）。すなわち、例えばメモリ多項式などが用いられることにより、送信信号のレベルに対応する歪み成分が取得される。そして、歪み成分は、増幅部１０４によって送信信号のレベルと同等のレベルにまで増幅される（ステップＳ１０３）。すなわち、増幅部１０４によって、送信信号のレベルと歪み成分のレベルとの比に相当するゲインが用いられることにより、歪み成分が増幅される。増幅部１０４によって用いられるゲインは、固定値であっても良い。
【００３８】
そして、送信信号及び増幅された歪み成分の光変調が実行される（ステップＳ１０４）。具体的には、光変調部１０２によって、例えばＤＱＰＳＫ変調方式が用いられることにより、光源からの光に送信信号が重畳される。また、光変調部１０５によって、例えばＤＱＰＳＫ変調方式が用いられることにより、光源からの光に歪み成分が重畳される。このとき、光変調部１０２が光変調に用いる光と光変調部１０５が光変調に用いる光とは、互いに波長が異なっている。
【００３９】
このように波長が異なる光に送信信号及び歪み成分が重畳されると、波長分割多重部１０６によって、これらの光が波長分割多重される（ステップＳ１０５）。これにより、それぞれ異なる波長の光に送信信号及び歪み成分が重畳された光信号が生成される。そして、光信号は、光ファイバ３００によって、無線装置２００へ伝送される（ステップＳ１０６）。
【００４０】
光ファイバ３００によって伝送された光信号は、無線装置２００の波長分離部２０１によって受信される。光信号の受信には、例えばフォトダイオードが利用される。そして、波長分離部２０１によって、受信された光信号から、送信信号が重畳された波長の光と歪み成分が重畳された波長の光とが分離される（ステップＳ１０７）。また、それぞれの光は、光復調部２０２、２０４によって復調され（ステップＳ１０８）、電気信号となった送信信号及び歪み成分が得られる。こうして得られた送信信号及び歪み成分には、光ファイバ３００による伝送に伴う雑音が付加されている。すなわち、熱雑音の他にも、フォトダイオードにおけるショット雑音及び光源におけるＲＩＮが送信信号及び歪み成分に付加されている。
【００４１】
雑音が付加された送信信号は、バンドパスフィルタ２０３によってフィルタリングされる（ステップＳ１０９）。すなわち、あらかじめ決定された送信信号の周波数帯域の信号がバンドパスフィルタ２０３から出力され、送信信号の帯域外の雑音が除去される。
【００４２】
一方、雑音が付加された歪み成分は、減衰部２０５によって減衰される（ステップＳ１１０）。この減衰は、増幅部１０４が歪み成分を増幅するのに用いたゲインの逆数のゲインを用いて実行される。したがって、減衰部２０５による減衰後の歪み成分のレベルは、増幅部１０４による増幅前の元のレベルに戻ることになる。同時に、歪み成分に付加された雑音も減衰し、歪み成分に付加された雑音のレベルは、送信信号に付加された雑音のレベルよりも小さくなる。
【００４３】
そして、合成部２０６によって、送信信号の帯域外の雑音が除去された送信信号と、元のレベルに減衰した歪み成分とが合成され（ステップＳ１１１）、増幅器２０８における相互変調歪みに対するプリディストーション処理が行われる。ここで、合成部２０６においては、送信信号及び歪み成分に付加された雑音も合成されるが、送信信号の帯域外には、歪み成分に付加されて減衰された雑音のみが存在する。このため、合成部２０６において得られた合成信号の歪み成分に対応する周波数帯域では、送信信号の周波数帯域に比べて、雑音のレベルが小さい。結果として、歪み成分が雑音によってマスクされる度合いが小さく、十分にプリディストーションの効果を得ることができる。
【００４４】
合成部２０６において得られた合成信号は、無線処理部２０７へ入力され、例えばＤ／Ａ変換及びアップコンバートなどの無線送信処理が施される（ステップＳ１１２）。そして、無線送信処理された信号が増幅器２０８によって増幅され（ステップＳ１１３）、アンテナを介して無線送信される（ステップＳ１１４）。増幅器２０８においては相互変調歪みが発生するが、この相互変調歪みは、送信信号に付与された歪み成分によって相殺されるため、増幅後の信号に残存する歪みは小さい。したがって、隣接チャネル漏洩電力比(ＡＣＬＲ)の劣化を抑制することができる。
【００４５】
次に、送信信号及び歪み成分に関する処理について、具体的に例を挙げて説明する。図５は、送信信号に関する処理を説明する図である。図５のＡ、Ｂ、Ｃにおいて、横軸は周波数を示し、縦軸はパワースペクトル密度（Power  Spectral  Density）を示す。
【００４６】
図５のＡに示すように、基地局装置１００の送信信号生成部１０１においては、所定の周波数帯域における送信信号４０１が生成される。この送信信号４０１が光変調されて光ファイバ３００によって伝送された後には、図５のＢに示すように、ショット雑音４０２、ＲＩＮ４０３及び熱雑音４０４が全帯域にわたって送信信号４０１に付加される。そこで、バンドパスフィルタ２０３によって、送信信号４０１の周波数帯域を透過させるフィルタリングが行われ、図５のＣに示すように、送信信号４０１の帯域外の雑音が除去される。すなわち、図５のＣにおいては、周波数ｆ1から周数ｆ2までの帯域の信号がバンドパスフィルタ２０３を透過し、周波数ｆ1以下の雑音と周波数ｆ2以上の雑音とが除去されている。
【００４７】
一方、図６は、歪み成分に関する処理を説明する図である。図６のＤ、Ｅ、Ｆ、Ｇにおいて、横軸は周波数を示し、縦軸はパワースペクトル密度を示す。
【００４８】
図６のＤに示すように、基地局装置１００の歪み取得部１０３においては、送信信号のレベルに基づく歪み成分５０１が取得される。歪み成分５０１の帯域幅は、送信信号の帯域幅よりも大きく、歪み成分５０１のパワースペクトル密度は、送信信号のパワースペクトル密度よりも小さい。歪み成分５０１は、増幅部１０４によって増幅されることにより、図６のＥに示すように、送信信号と同等のレベルを有する歪み成分５０２となる。すなわち、送信信号のレベルと歪み成分５０１のレベルとの比をゲインとして歪み成分５０１が増幅されることにより、パワースペクトル密度が送信信号と同等の歪み成分５０２が得られる。
【００４９】
この歪み成分５０２が光変調されて光ファイバ３００によって伝送された後には、図６のＦに示すように、ショット雑音５０３、ＲＩＮ５０４及び熱雑音５０５が全帯域にわたって歪み成分５０２に付加される。そして、減衰部２０５によって、歪み成分５０２のレベルを増幅部１０４による増幅前のレベルに戻す減衰が行われ、図６のＧに示すように、歪み成分５０１と等しいパワースペクトル密度を有する歪み成分５０６が得られる。このとき、ショット雑音５０３及びＲＩＮ５０４も減衰し、それぞれショット雑音５０７及びＲＩＮ５０８となる。したがって、ショット雑音５０７及びＲＩＮ５０８のパワースペクトル密度は、ショット雑音５０３及びＲＩＮ５０４のパワースペクトル密度よりも小さくなっている。ただし、熱雑音については、熱雑音５０５が減衰されても、減衰部２０５において新たに発生する熱雑音が歪み成分に付加されるため、熱雑音５０９のパワースペクトル密度は、熱雑音５０５のパワースペクトル密度にほぼ等しくなっている。
【００５０】
上記のようにフィルタリングされた送信信号と減衰された歪み成分とが合成部２０６によって合成されることにより、合成信号は、例えば図７に示すようなものとなる。図７において、横軸は周波数を示し、縦軸はパワースペクトル密度を示す。この合成信号は、送信信号６０１に歪み成分６０２が付与されたものであり、雑音を含んでいる。ただし、送信信号６０１の帯域外では雑音が減衰されているため、送信信号６０１の帯域外における雑音のパワースペクトル密度は、送信信号６０１の周波数帯域における雑音のパワースペクトル密度よりもΔｎ小さい。このため、送信信号６０１の帯域外では、雑音によって歪み成分６０２がマスクされる度合いが小さく、十分なプリディストーション効果を得ることが可能となる。
【００５１】
以上のように、本実施の形態によれば、相互変調歪みを相殺するための歪み成分を増幅して送信信号とは別に光ファイバによって伝送した後、帯域外の雑音が除去された送信信号と、元のレベルに減衰した歪み成分とを合成する。そして、得られた合成信号を増幅器によって増幅して無線送信する。このため、増幅器に入力される合成信号の送信信号の帯域外では雑音も減衰されており、歪み成分が雑音によってマスクされる度合いを小さくすることができる。結果として、光ファイバによる信号の伝送を伴う場合でも増幅器において発生する相互変調歪みを補償することができる。
【００５２】
なお、上記実施の形態１においては、送信信号及び歪み成分が重畳された光が波長分割多重（Wavelength  Division  Multiplexing：ＷＤＭ）されて光ファイバ３００によって伝送されるものとした。しかし、送信信号と歪み成分を分離可能に光ファイバ３００によって伝送するためには、必ずしも波長分割多重をしなくても良い。すなわち、例えば送信信号及び歪み成分がそれぞれ異なる光ファイバによって別々に無線装置２００へ伝送されても良い。また、送信信号と歪み成分を光のそれぞれ異なる偏波面に重畳するＤＰ−ＱＰＳＫ（Dual-Polarization  Quadrature  Phase  Shift  Keying）変調を行っても良い。
【００５３】
図８及び図９は、ＤＰ−ＱＰＳＫ変調を行う場合の基地局装置１００及び無線装置２００のブロック図である。図８及び図９において、図２及び図３と同じ部分には同じ符号を付す。図８に示す基地局装置１００は、図２に示す基地局装置１００の光変調部１０２、光変調部１０５及び波長分割多重部１０６に代えて、ＤＰ−ＱＰＳＫ変調部１２１を有する。
【００５４】
ＤＰ−ＱＰＳＫ変調部１２１は、光源からの光の例えば水平偏波に送信信号を重畳し、同一の光の例えば垂直偏波に増幅された歪み成分を重畳することにより、光信号を生成する。このように、送信信号と歪み成分が光信号の異なる偏波面に重畳されるため、無線装置２００においては、送信信号と歪み成分とを分離することができる。
【００５５】
また、図９に示す無線装置２００は、図３に示す無線装置２００の波長分離部２０１、光復調部２０２及び光復調部２０４に代えて、ＤＰ−ＱＰＳＫ復調部２２１を有する。
【００５６】
ＤＰ−ＱＰＳＫ復調部２２１は、光ファイバ３００によって伝送された光信号を復調し、例えば水平偏波に重畳された送信信号を取得するとともに、例えば垂直偏波に重畳された歪み成分を取得する。
【００５７】
このように、無線装置２００において送信信号と歪み成分を分離することが可能であれば、光ファイバ３００によって伝送される光信号を生成するために、様々な変調方式を採用することができる。
【００５８】
（実施の形態２）
実施の形態２の特徴は、無線装置から基地局装置へのフィードバック信号を光ファイバによって伝送する点である。
【００５９】
一般に、プリディストーション処理の精度を向上するためには、増幅器によって増幅された後の信号をフィードバックし、このフィードバック信号に残存する歪み成分が０に近くなるように係数の更新などが行われる。そこで、実施の形態２では、増幅器による増幅後の信号が無線装置から基地局装置へフィードバックされ、プリディストーションのための係数が更新される処理について説明する。
【００６０】
実施の形態２に係る無線送信システムの構成は、実施の形態１（図１）と同様であるため、その説明を省略する。図１０は、実施の形態２に係る基地局装置１００の構成を示すブロック図である。図１０において、図２及び図８と同じ部分には同じ符号を付し、その説明を省略する。図１０に示す基地局装置１００は、図８に示す基地局装置１００にＤＰ−ＱＰＳＫ復調部１４１及び減衰部１４２を追加し、歪み取得部１０３に代えて歪み取得部１４３を有する構成を採る。
【００６１】
ＤＰ−ＱＰＳＫ復調部１４１は、無線装置２００から光ファイバ３００を介してフィードバックされる光信号を復調し、光信号のそれぞれ異なる偏波面に重畳された主信号成分と残存歪み成分とを取得する。すなわち、実施の形態２においては、無線装置２００による増幅後の信号がフィードバックされるが、増幅後の信号に含まれる主信号成分と残存歪み成分とがＤＰ−ＱＰＳＫ変調されてフィードバックされる。このため、ＤＰ−ＱＰＳＫ復調部１４１は、フィードバックされた主信号成分と残存歪み成分とを分離する。なお、主信号成分とは、送信信号生成部１０１によって生成された送信信号に対応する成分であり、残存歪み成分とは、プリディストーション処理を実行しても補償されずに増幅後の信号に残存する歪み成分である。
【００６２】
減衰部１４２は、無線装置２００において残存歪み成分を増幅する際に用いられたゲインの逆数のゲインを用いて残存歪み成分を減衰する。すなわち、減衰部１４２は、無線装置２００において増幅された残存歪み成分を元のレベルにまで減衰する。このとき、減衰部１４２は、残存歪み成分に付加された雑音も含めて減衰する。したがって、残存歪み成分に付加された雑音のレベルは、主信号成分に付加された雑音のレベルよりも小さくなる。
【００６３】
歪み取得部１４３は、送信信号生成部１０１によって生成された送信信号のレベルに対応する歪み成分を取得する。このとき、歪み取得部１４３は、例えばメモリ多項式を用いて送信信号のレベルに対応する歪み成分を取得しても良く、信号のレベルごとに歪み成分を対応付けて記憶するルックアップテーブルを参照して送信信号のレベルに対応する歪み成分を取得しても良い。また、歪み取得部１４３は、無線装置２００からフィードバックされる主信号成分及び残存歪み成分を用いて、メモリ多項式の係数又はルックアップテーブルに記憶される係数を更新する。すなわち、歪み取得部１４３は、フィードバックされる残存歪み成分が０に近づくように、係数の更新処理を行う。
【００６４】
図１１は、実施の形態２に係る無線装置２００の構成を示すブロック図である。図１１において、図３及び図９と同じ部分には同じ符号を付し、その説明を省略する。図１１に示す無線装置２００は、図９に示す無線装置２００にバンドパスフィルタ２４１、減算器２４２、増幅部２４３及びＤＰ−ＱＰＳＫ変調部２４４を追加した構成を採る。
【００６５】
バンドパスフィルタ２４１は、増幅器２０８による増幅後の信号を送信信号の周波数帯域でフィルタリングすることにより、主信号成分を得る。すなわち、送信信号の周波数帯域はあらかじめ決定されているため、バンドパスフィルタ２４１は、この周波数帯域の信号を透過させることにより、送信信号に対応する主信号成分を取得する。
【００６６】
減算器２４２は、増幅器２０８による増幅後の信号から主信号成分を減算することにより、増幅後の信号に残存する残存歪み成分を得る。
【００６７】
増幅部２４３は、減算器２４２から出力される残存歪み成分を増幅する。具体的には、増幅部２４３は、残存歪み成分のレベルを主信号成分のレベルと同等にするゲインを用いて歪み成分を増幅する。増幅部２４３は、ゲインを決定するために、主信号成分及び残存歪み成分のレベルを測定しても良いが、固定値をゲインとして利用しても良い。
【００６８】
ＤＰ−ＱＰＳＫ変調部２４４は、光源からの光の例えば水平偏波に主信号成分を重畳し、同一の光の例えば垂直偏波に増幅された残存歪み成分を重畳することにより、光信号を生成する。このように、主信号成分と残存歪み成分が光信号の異なる偏波面に重畳されるため、基地局装置１００においては、主信号成分と残存歪み成分とを分離することができる。
【００６９】
次いで、上記のように構成された無線送信システムにおける係数更新処理について、図１２に示すフロー図を参照しながら説明する。以下においては、無線装置２００の増幅器２０８によって信号の増幅が行われた後の処理について説明する。
【００７０】
増幅器２０８による増幅後の信号は、バンドパスフィルタ２４１によってフィルタリングされる（ステップＳ２０１）。すなわち、あらかじめ決定された送信信号の周波数帯域の主信号成分がバンドパスフィルタ２４１から出力され、増幅後の信号に残存する残存歪み成分が除去される。
【００７１】
そして、減算器２４２によって、増幅器２０８による増幅後の信号から主信号成分が減算されることにより、残存歪み成分が取得される（ステップＳ２０２）。取得された残存歪み成分は、増幅部２４３によって増幅されることにより（ステップＳ２０３）、主信号成分と同等のレベルを有するようになる。
【００７２】
こうして得られた主信号成分と残存歪み成分とは、ＤＰ−ＱＰＳＫ変調部２４４によってＤＰ−ＱＰＳＫ変調され（ステップＳ２０４）、それぞれ異なる偏波面に重畳される。そして、ＤＰ−ＱＰＳＫ変調の結果得られる光信号は、光ファイバ３００によって基地局装置１００へ伝送される（ステップＳ２０５）。
【００７３】
光ファイバ３００によって伝送された光信号は、基地局装置１００のＤＰ−ＱＰＳＫ復調部１４１によって受信される。そして、ＤＰ−ＱＰＳＫ復調部１４１によって、光信号が復調されることにより（ステップＳ２０６）、主信号成分と残存歪み成分が取得される。残存歪み成分は、無線装置２００の増幅部２４３によって増幅されているため、減衰部１４２によって、元のレベルに戻すように減衰される（ステップＳ２０７）。これにより、光ファイバ３００による伝送に伴って残存歪み成分に付加された雑音も減衰する。
【００７４】
そして、主信号成分及び残存歪み成分が歪み取得部１４３へ入力され、歪み取得部１４３によって、残存歪み成分を０にするように例えばメモリ多項式の係数などが更新される（ステップＳ２０８）。このとき、残存歪み成分に付加された雑音が減衰しているため、残存歪み成分が雑音によってマスクされる度合いが小さく、正確な係数更新処理を実行することができる。結果として、プリディストーションによる歪み補償の効率を向上することができる。
【００７５】
以上のように、本実施の形態によれば、増幅器による増幅後の信号に残存する残存歪み成分を増幅して主信号成分とは別に光ファイバによってフィードバックした後、残存歪み成分を元のレベルに減衰する。そして、フィードバックされた主信号成分及び残存歪み成分を用いてプリディストーションのための係数を更新する。このため、係数更新処理に用いられる残存歪み成分に付加された雑音も減衰されており、残存歪み成分が雑音によってマスクされる度合いを小さくすることができる。結果として、正確な係数更新処理を実行し、プリディストーションによる歪み補償の効率を向上することができる。
【００７６】
なお、上記各実施の形態において説明した歪み補償処理及び係数更新処理は、基地局装置１００又は無線装置２００が有する例えばＣＰＵ（Central  Processing  Unit）及びＤＳＰ（Digital  Signal  Processor）などのプロセッサによって実行されても良い。この場合、プロセッサは、使用されるデータ等をメモリに記憶させながら、様々な演算処理を実行する。具体的には、基地局装置１００に設けられるプロセッサは、例えば上記各実施の形態における送信信号生成部１０１、歪み取得部１０３、増幅部１０４、減衰部１４２及び歪み取得部１４３による処理を実行する。また、無線装置２００に設けられるプロセッサは、例えば上記各実施の形態における減衰部２０５、合成部２０６、減算器２４２及び増幅部２４３による処理を実行する。
【００７７】
また、上記各実施の形態において説明した歪み補償処理及び係数更新処理をコンピュータが実行可能なプログラムとして記述することも可能である。この場合、このプログラムをコンピュータが読み取り可能な記録媒体に格納し、コンピュータに導入することも可能である。コンピュータが読み取り可能な記録媒体としては、例えばＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤディスク、ＵＳＢメモリなどの可搬型記録媒体や、例えばフラッシュメモリなどの半導体メモリが挙げられる。
【符号の説明】
【００７８】
１０１  送信信号生成部
１０２、１０５  光変調部
１０３、１４３  歪み取得部
１０４、２４３  増幅部
１０６  波長分割多重部
１２１、２４４  ＤＰ−ＱＰＳＫ変調部
１４１、２２１  ＤＰ−ＱＰＳＫ復調部
１４２、２０５  減衰部
２０１  波長分離部
２０２、２０４  光復調部
２０３、２４１  バンドパスフィルタ
２０６  合成部
２０７  無線処理部
２０８  増幅器
２４２  減算器
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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