(57)【要約】      （修正有）【課題】送信信号の振幅が変換される場合でも、送信信号から十分に雑音を除去する。【解決手段】送信装置１００は、量子化ビット数が複数ビットの送信信号を当該送信信号よりも量子化ビット数が小さい信号に変換する変換部１０２と、変換部による変換後の信号を増幅する第１の増幅器１０４と、変換部による変換によって信号に発生する雑音成分を抽出する抽出部１０５と、抽出部によって抽出された雑音成分を増幅する第２の増幅器１０８と、第１の増幅器による増幅後の信号と第２の増幅器による増幅後の雑音成分とを合成し、増幅後の信号に含まれる雑音成分を除去する合成部１０９と、合成部によって雑音成分が除去された信号と複数ビットの送信信号との誤差に基づいて、第１の増幅器へ入力される信号又は第２の増幅器へ入力される雑音成分に歪みを付加する付加部１０６と、を有する。【選択図】図１
2016197782.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
量子化ビット数が複数ビットの送信信号を当該送信信号よりも量子化ビット数が小さい信号に変換する変換部と、
前記変換部による変換後の信号を増幅する第１の増幅器と、
前記変換部による変換によって信号に発生する雑音成分を抽出する抽出部と、
前記抽出部によって抽出された雑音成分を増幅する第２の増幅器と、
前記第１の増幅器による増幅後の信号と前記第２の増幅器による増幅後の雑音成分とを合成し、増幅後の信号に含まれる雑音成分を除去する合成部と、
前記合成部によって雑音成分が除去された信号と前記複数ビットの送信信号との誤差に基づいて、前記第１の増幅器へ入力される信号又は前記第２の増幅器へ入力される雑音成分に歪みを付加する付加部と
を有することを特徴とする送信装置。
【請求項２】
前記付加部は、
前記雑音成分が除去された信号と前記複数ビットの送信信号との誤差を小さくする歪みを付加することを特徴とする請求項１記載の送信装置。
【請求項３】
前記変換部は、
前記複数ビットの送信信号をΣΔ変調して量子化ビット数が１ビットの信号に変換することを特徴とする請求項１記載の送信装置。
【請求項４】
前記付加部は、
前記変換部による変換後の信号がＤ／Ａ（Digital/Analogue）変換されて得られるアナログ信号に歪みを付加することを特徴とする請求項１記載の送信装置。
【請求項５】
前記付加部は、
前記雑音成分が除去された信号と前記複数ビットの送信信号との誤差に対応する係数を有する多項式を用いて算出した歪みを付加することを特徴とする請求項１記載の送信装置。
【請求項６】
量子化ビット数が複数ビットの送信信号を当該送信信号よりも量子化ビット数が小さい信号に変換する変換部と、
前記変換部による変換後の信号を増幅する第１の増幅器と、
前記変換部による変換によって信号に発生する雑音成分を抽出する抽出部と、
前記抽出部によって抽出された雑音成分を増幅する第２の増幅器と、
前記第１の増幅器による増幅後の信号と前記第２の増幅器による増幅後の雑音成分とを合成し、増幅後の信号に含まれる雑音成分を除去する合成部と、
前記抽出部によって抽出された雑音成分と前記第２の増幅器による増幅後の雑音成分との誤差に基づいて、前記第２の増幅器へ入力される雑音成分に歪みを付加する付加部と
を有することを特徴とする送信装置。
【請求項７】
量子化ビット数が複数ビットの送信信号を当該送信信号よりも量子化ビット数が小さい信号に変換し、
変換によって信号に発生する雑音成分を抽出し、
信号から雑音成分除去後にフィードバックされるフィードバック信号と前記複数ビットの送信信号との誤差に基づいて、前記変換後の信号又は前記雑音成分に歪みを付加し、
前記変換後の信号及び前記雑音成分を互いに異なる増幅器によって増幅し、
増幅後の信号及び雑音成分を合成する
処理を有することを特徴とする雑音除去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送信装置及び雑音除去方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、例えば送信装置に設けられるＨＰＡ（High  Power  Amplifier）などの増幅器は、入力電力が大きくなって出力電力が飽和領域に近づくと、入力電力と出力電力の線形性が崩れる。このため、電力効率が高い飽和領域付近で増幅器を動作させると、非線形歪みが発生する。非線形歪みは、帯域外放射などの原因となるため、非線形歪みを抑制するために、増幅器で増幅される信号を変換して振幅を一定にすることなどが考えられている。
【０００３】
具体的には、増幅器で増幅される送信信号を例えばΣΔ変調によって振幅が一定の信号に変換し、変換後の信号を増幅器で増幅して送信することなどが検討されている。ΣΔ変調によれば、量子化ビット数が複数ビットの信号が１ビットの信号に変換されるため、振幅が変化する送信信号を一定振幅の送信信号に変換することができる。そして、送信信号の振幅が一定になることにより、増幅器への入力電力が一定になり、非線形歪みの発生を抑制することができる。
【０００４】
ただし、信号をΣΔ変調する際には、信号の周波数帯域外に比較的高レベルの量子化雑音が発生する。そこで、この量子化雑音を除去するために、Ｑ値が高いバンドパスフィルタが増幅器の後段に設けられることがある。また、Ｑ値が高いバンドパスフィルタを設けると、送信装置のサイズ及びコストが増大するため、送信信号を増幅するパスとは別に雑音成分を増幅するパスを送信装置に設け、増幅後の送信信号から雑音成分を除去する構成が検討されている。
【０００５】
図８は、雑音成分を除去する構成の送信回路の一例を示すブロック図である。図８に示す送信回路は、信号処理部１０、第１信号発生部２０、第２信号発生部３０、増幅器４０、５０及び合成部６０を有する。
【０００６】
図８に示す送信回路において、信号処理部１０によって信号処理された送信信号が第１信号発生部２０及び第２信号発生部３０へ入力されると、第１信号発生部２０は、送信信号を例えばΣΔ変調する。このとき、ΣΔ変調によって発生する雑音成分が送信信号に付加される。また、第２信号発生部３０は、第１信号発生部２０におけるΣΔ変調によって発生する雑音成分と同じ雑音成分を発生させる。そして、第１信号発生部２０によってΣΔ変調された送信信号は増幅器４０によって増幅される一方、第２信号発生部３０において発生した雑音成分は増幅器５０によって増幅される。増幅後の送信信号と雑音成分は、合成部６０によって合成される。このとき、増幅器５０によって増幅された雑音成分の位相を反転して送信信号に合成することにより、送信信号から雑音成分が除去される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−７２７３５号公報
【特許文献２】特開２００５−２９５５２１号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】Antoine  Frappe  et  al.  “An  All-Digital  RF  Signal  Generator  Using  High-Speed  ΔΣ  Modulators”  IEEE  JOURNAL  OF  SOLID-STATE  CIRCUITS,  Vol.44,  No.10  ２００９年１０月
【非特許文献２】Toru  Matsuura  et  al.  “A  High  Efficiency  Transmitter  with  a  Delta-Sigma  Modulator  and  a  Noise  Cancellation  Circuit”  European  Conference  on  Wireless  Technology  ２００４年
【非特許文献３】Hsin-Hung  Chen  et  al.  “Joint  Polynomial  and  Look-Up-Table  Predistortion  Power  Amplifier  Linearization”  IEEE  TRANSACTIONS  ON  CIRCUITS  AND  SYSTEMS-II:  EXPRESS  BRIEFS,  Vol.53,  No.8  ２００６年８月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、送信信号と雑音成分をそれぞれ別のパスで増幅し合成することによって雑音成分を除去する技術においては、両パスの特性が不均衡である場合には、十分に雑音成分を除去することが困難であるという問題がある。具体的には、例えば図８に示した送信回路において、増幅器４０、５０に線形特性やゲインなどの違いがある場合には、送信信号と雑音成分が同等の条件で増幅されず、増幅後の送信信号と雑音成分を合成しても、十分に雑音成分が除去されない。このため、送信信号及び雑音成分が増幅されるパスの特性を一致させることが好ましいが、両パスに設けられる増幅器などの部品に個体差があるため、両パスの特性を完全に一致させることは現実的ではない。
【００１０】
開示の技術は、かかる点に鑑みてなされたものであって、送信信号の振幅が変換される場合でも、送信信号から十分に雑音を除去することができる送信装置及び雑音除去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】
【００１１】
本願が開示する送信装置は、１つの態様において、量子化ビット数が複数ビットの送信信号を当該送信信号よりも量子化ビット数が小さい信号に変換する変換部と、前記変換部による変換後の信号を増幅する第１の増幅器と、前記変換部による変換によって信号に発生する雑音成分を抽出する抽出部と、前記抽出部によって抽出された雑音成分を増幅する第２の増幅器と、前記第１の増幅器による増幅後の信号と前記第２の増幅器による増幅後の雑音成分とを合成し、増幅後の信号に含まれる雑音成分を除去する合成部と、前記合成部によって雑音成分が除去された信号と前記複数ビットの送信信号との誤差に基づいて、前記第１の増幅器へ入力される信号又は前記第２の増幅器へ入力される雑音成分に歪みを付加する付加部とを有する。
【発明の効果】
【００１２】
本願が開示する送信装置及び雑音除去方法の１つの態様によれば、送信信号の振幅が変換される場合でも、送信信号から十分に雑音を除去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】
【００１３】
【図１】図１は、実施の形態１に係る送信装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、実施の形態１に係る雑音除去処理を示すフロー図である。
【図３】図３は、信号のパワースペクトル密度の具体例を示す図である。
【図４】図４は、実施の形態１に係る送信装置の変形例を示すブロック図である。
【図５】図５は、実施の形態２に係る送信装置の構成を示すブロック図である。
【図６】図６は、実施の形態３に係る送信装置の構成を示すブロック図である。
【図７】図７は、実施の形態３に係る雑音除去処理を示すフロー図である。
【図８】図８は、送信回路の一例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本願が開示する送信装置及び雑音除去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。
【００１５】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係る送信装置１００の構成を示すブロック図である。図１に示す送信装置１００は、送信信号生成部１０１、ΣΔ変調部１０２、ＩＱ（In-phase  Quadrature）変調部１０３、増幅器１０４、雑音成分抽出部１０５、バランス調整部１０６、ＩＱ変調部１０７、増幅器１０８、合成部１０９及びバンドパスフィルタ（以下「ＢＰＦ」と略記する）１１０を有する。このうち、ΣΔ変調部１０２、ＩＱ変調部１０３及び増幅器１０４は、送信信号用のパスを構成する。一方、雑音成分抽出部１０５、バランス調整部１０６、ＩＱ変調部１０７及び増幅器１０８は、雑音成分用のパスを構成する。また、送信装置１００は、フィードバック系として、ＩＱ復調部１１１、ローパスフィルタ（以下「ＬＰＦ」と略記する）１１２及び誤差算出部１１３を有する。
【００１６】
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、量子化ビット数が複数ビットのベースバンド信号である。
【００１７】
ΣΔ変調部１０２は、量子化ビット数が複数ビットの送信信号をΣΔ変調し、量子化ビット数が１ビットの送信信号を生成する。すなわち、ΣΔ変調部１０２は、送信信号を振幅が一定の送信信号に変換する。このとき、ΣΔ変調部１０２におけるΣΔ変調によって量子化雑音が発生し、送信信号に雑音成分が含まれることになる。
【００１８】
ＩＱ変調部１０３は、送信信号を直交変調してキャリアに重畳し、Ｄ／Ａ（Digital/Analogue）変換を行って無線周波数の送信信号を得る。
【００１９】
増幅器１０４は、所定のゲインで無線周波数の送信信号を増幅する。ここで、本実施の形態においては、送信信号がΣΔ変調されて振幅が一定となっているため、増幅器１０４における非線形歪みの発生は抑制される。
【００２０】
雑音成分抽出部１０５は、ΣΔ変調後の送信信号からΣΔ変調前の送信信号を減算することにより、ΣΔ変調によって発生した雑音成分を抽出する。
【００２１】
バランス調整部１０６は、誤差算出部１１３によって算出される送信信号とフィードバック信号との誤差に基づいて、送信信号用のパスと雑音成分用のパスとのバランスを調整するための歪みを雑音成分に付加する。すなわち、本実施の形態においては、送信信号用のパスと雑音成分用のパスとが分離しており、それぞれ異なるＩＱ変調部１０３、１０７及び増幅器１０４、１０８を有する。このため、例えば増幅器１０４と増幅器１０８との線形特性の相違などにより、送信信号用のパスと雑音成分用のパスとの特性が完全には一致しておらず、パス間の不均衡が生じている。そこで、バランス調整部１０６は、パス間のバランスを調整するために、送信信号とフィードバック信号との誤差に基づいて雑音成分をあらかじめ歪ませる。
【００２２】
具体的には、バランス調整部１０６は、例えばメモリ多項式を用いて雑音成分に歪みを付加する。メモリ多項式としては、例えば以下の式（１）などを用いることが可能である。
【数１】
2016197782.tif 000003
【００２３】
式（１）において、Ｓin（ｎ）及びＳout（ｎ）は、それぞれ時刻ｎにおけるバランス調整部１０６の入力信号及び出力信号を示す。また、ａkqは、誤差算出部１１３によって算出された誤差に応じた係数である。時刻ｎにおける係数ａkq（ｎ）は、例えば直前の時刻（ｎ−１）における係数ａkq（ｎ−１）を用いて、以下の式（２）によって算出することができる。
ａkq（ｎ）＝ａkq（ｎ−１）＋μ・ε（ｎ−１）・Ｓfed*  ・・・（２）
【００２４】
ただし、式（２）において、μは定数であり、ε（ｎ−１）は時刻（ｎ−１）における誤差算出部１１３の出力を示す。また、Ｓfed*は、合成部１０９からフィードバックされるフィードバック信号の複素共役を示す。
【００２５】
バランス調整部１０６は、上式（１）によって雑音成分に歪みを付加することにより、送信信号とフィードバック信号との誤差εを０に収束させる。
【００２６】
ＩＱ変調部１０７は、歪みが付加された雑音成分を直交変調してキャリアに重畳し、Ｄ／Ａ変換を行って無線周波数の雑音成分を得る。
【００２７】
増幅器１０８は、増幅器１０４と同等のゲインで無線周波数の雑音成分を増幅する。増幅器１０８のゲインは、増幅器１０４と同等であることが好ましいが、完全に一致させることは困難である。しかしながら、本実施の形態においては、バランス調整部１０６によって雑音成分にあらかじめ歪みが付加されるため、この歪みによって増幅器１０４及び増幅器１０８のゲインの誤差が補償される。
【００２８】
合成部１０９は、増幅器１０４によって増幅された送信信号と増幅器１０８によって増幅された雑音成分とを合成する。すなわち、合成部１０９は、増幅器１０８によって増幅された雑音成分の位相を反転させて送信信号に合成する。これにより、合成部１０９は、送信信号に含まれる雑音成分を除去する。
【００２９】
ＢＰＦ１１０は、合成部１０９によって雑音成分が除去された送信信号の不要帯域を除去して、得られた送信信号をアンテナから無線送信する。
【００３０】
ＩＱ復調部１１１は、合成部１０９から出力された送信信号をフィードバックし、フィードバック信号をＡ／Ｄ（Analogue/Digital）変換して直交復調する。
【００３１】
ＬＰＦ１１２は、ＩＱ復調部１１１から出力されるフィードバック信号に含まれる不要なイメージ周波数帯域などを除去する。
【００３２】
誤差算出部１１３は、送信信号生成部１０１によって生成された送信信号とフィードバック信号との誤差を算出し、算出された誤差をバランス調整部１０６へ出力する。
【００３３】
次いで、上記のように構成された送信装置１００における雑音除去処理について、図２に示すフロー図を参照しながら説明する。
【００３４】
まず、送信信号生成部１０１によって、データの符号化及び変調などが実行され、量子化ビット数が複数ビットの送信信号が生成される（ステップＳ１０１）。送信信号は、ΣΔ変調部１０２によってΣΔ変調され（ステップＳ１０２）、量子化ビット数が１ビットの送信信号が生成される。このとき、ΣΔ変調における量子化雑音が発生するため、ΣΔ変調部１０２によって生成された１ビットの送信信号は、雑音成分を含んでいる。そこで、雑音成分抽出部１０５によって、ΣΔ変調前後の送信信号の減算が行われ、ΣΔ変調後の送信信号に含まれる雑音成分が算出される（ステップＳ１０３）。
【００３５】
一方、ΣΔ変調前の送信信号は、誤差算出部１１３にも入力され、フィードバック信号との誤差が算出される（ステップＳ１０４）。算出された誤差は、バランス調整部１０６へ出力される。そして、バランス調整部１０６によって、送信信号とフィードバック信号との誤差が０に近づくように、雑音成分に歪みが付加される（ステップＳ１０５）。具体的には、送信信号とフィードバック信号との誤差に応じた係数を用いる上式（１）のようなメモリ多項式が用いられることにより、雑音成分にあらかじめ歪みが付加される。この歪みは、送信信号用のパスと雑音成分用のパスとの特性の不均衡を補償する歪みである。換言すれば、雑音成分に歪みがあらかじめ付加されることにより、送信信号用のパスと雑音成分用のパスとの特性のバランスが調整される。
【００３６】
そして、歪みが付加された雑音成分は、ＩＱ変調部１０７によって直交変調及びＤ／Ａ変換される。同様に、送信信号は、ＩＱ変調部１０３によって直交変調及びＤ／Ａ変換される（ステップＳ１０６）。ＩＱ変調部１０３、１０７によってアナログ信号となった送信信号及び雑音成分は、それぞれ増幅器１０４、１０８によって増幅される（ステップＳ１０７）。このとき、増幅器１０４及び増幅器１０８には同等のゲインが設定されているため、送信信号及び雑音成分は、同等のゲインで増幅される。
【００３７】
そして、合成部１０９によって、位相が反転した雑音成分が送信信号に合成されることにより、送信信号に含まれる雑音成分が除去される（ステップＳ１０８）。ここで、雑音成分には、バランス調整部１０６によってあらかじめ歪みが付加されており、送信信号用のパスと雑音成分用のパスとの特性の不均衡が補償されている。このため、送信信号及び雑音成分がそれぞれ異なる特性のパスを経由しても、送信信号に含まれる雑音成分が合成部１０９によって十分に除去される。
【００３８】
雑音成分が除去された送信信号は、ＩＱ復調部１１１へフィードバックされて誤差算出部１１３における誤差の算出に用いられるとともに、ＢＰＦ１１０によるフィルタリングが施される（ステップＳ１０９）。すなわち、ＢＰＦ１１０によって、送信信号の不要帯域が除去される。そして、ＢＰＦ１１０によるフィルタリング後の送信信号は、アンテナを介して無線送信される（ステップＳ１１０）。
【００３９】
このように、本実施の形態においては、ΣΔ変調前の送信信号と雑音成分除去後の送信信号との誤差が小さくなるように、バランス調整部１０６によって雑音成分にあらかじめ歪みが付加される。このため、例えば増幅器１０４、１０８の線形特性やゲインの違いなどの送信信号用のパスと雑音成分用のパスとの不均衡が補償される。結果として、送信信号の振幅がΣΔ変調によって変換される場合でも、合成部１０９によって送信信号と雑音成分が合成されることにより、送信信号から十分に雑音を除去することができる。
【００４０】
図３は、送信信号が帯域幅２０ＭＨｚ及びＰＡＰＲ（Peak-to-Average  Power  Ratio）７ｄＢのＯＦＤＭ（Orthogonal  Frequency  Division  Multiplexing）信号である場合のパワースペクトル密度を示す図である。図３において、横軸は中心周波数からのオフセットを示し、縦軸は減衰量を示す。また、グラフ１５１は、ΣΔ変調前の元の送信信号のパワースペクトル密度を示し、グラフ１５２は、ΣΔ変調後の送信信号のパワースペクトル密度を示し、グラフ１５３は、合成部１０９から出力される送信信号のパワースペクトル密度を示す。
【００４１】
ΣΔ変調前の送信信号は帯域幅が２０ＭＨｚであるため、図３のグラフ１５１に示すように、中心周波数からのオフセットが１０ＭＨｚ以上の帯域ではパワーが非常に小さい。これに対して、ΣΔ変調後の送信信号では、図３のグラフ１５２に示すように、中心周波数からのオフセットが１０ＭＨｚ以上の帯域でもパワーが大きくなっている。これは、ΣΔ変調において発生する雑音成分により、帯域外放射のレベルが大きくなったことを意味している。しかし、本実施の形態のように、バランス調整部１０６によって雑音成分にあらかじめ歪みを付加して送信信号に合成することにより、送信信号の雑音成分が除去され、図３のグラフ１５３に示すように、帯域外放射のレベルが小さくなる。
【００４２】
以上のように、本実施の形態によれば、ΣΔ変調された送信信号と雑音成分とをそれぞれ異なるパスで増幅し、送信信号から雑音成分を除去する場合に、ΣΔ変調前の送信信号と雑音成分除去後の送信信号との誤差を小さくする歪みを雑音成分にあらかじめ付加する。このため、送信信号用のパスと雑音成分用のパスとの特性の不均衡を補償して、両パスのバランスを調整することができる。結果として、送信信号の振幅がΣΔ変調によって変換される場合でも、送信信号から十分に雑音を除去することができる。
【００４３】
なお、上記実施の形態１においては、合成部１０９によって雑音成分が除去され、ＢＰＦ１１０へ入力される前の送信信号をフィードバックするものとしたが、図４に示すように、ＢＰＦ１１０から出力される送信信号をフィードバックすることも可能である。こうすることにより、ΣΔ変調前の送信信号と実際にアンテナから送信される送信信号との誤差を小さくする歪みがバランス調整部１０６によって雑音成分に付加される。
【００４４】
（実施の形態２）
実施の形態２の特徴は、雑音成分用のパスの特性の線形化を図ることにより、送信信号用のパスと雑音成分用のパスとのバランスを調整する点である。
【００４５】
図５は、実施の形態２に係る送信装置１００の構成を示すブロック図である。図５において、図１と同じ部分には同じ符号を付し、その説明を省略する。図５に示す送信装置１００は、図１のＩＱ復調部１１１、ＬＰＦ１１２及び誤差算出部１１３に代えて、ＩＱ復調部２０１、ＬＰＦ２０２及び誤差算出部２０３を有する。また、図５に示す送信装置１００は、図１のバランス調整部１０６に代えて、雑音成分調整部２０４を有する。
【００４６】
ＩＱ復調部２０１は、増幅器１０８によって増幅された雑音成分をフィードバックし、フィードバック信号をＡ／Ｄ変換して直交復調する。
【００４７】
ＬＰＦ２０２は、ＩＱ復調部２０１から出力されるフィードバック信号に含まれる不要なイメージ周波数帯域などを除去する。
【００４８】
誤差算出部２０３は、雑音成分抽出部１０５によって抽出された雑音成分とフィードバック信号との誤差を算出し、算出された誤差を雑音成分調整部２０４へ出力する。
【００４９】
雑音成分調整部２０４は、誤差算出部２０３によって算出される雑音成分とフィードバック信号との誤差に基づいて、雑音成分用のパスの特性を線形化するための歪みを雑音成分に付加する。すなわち、雑音成分調整部２０４は、例えば増幅器１０８において発生する非線形歪みを補償する歪みをあらかじめ雑音成分に付加する。雑音成分調整部２０４は、例えば、誤差算出部２０３によって算出される誤差に応じた係数を有するメモリ多項式を用いて雑音成分に歪みを付加する。
【００５０】
本実施の形態においては、増幅器１０８によって増幅される雑音成分をフィードバックすることにより、雑音成分用のパスを線形化する。通常、雑音成分抽出部１０５によって抽出される雑音成分の振幅は一定ではないため、雑音成分が増幅器１０８によって増幅される際に非線形歪みが発生する。一方、送信信号の振幅は、ΣΔ変調部１０２によってΣΔ変調されることにより一定であるため、送信信号が増幅器１０４によって増幅される際には非線形歪みが発生しない。そこで、本実施の形態においては、雑音成分にあらかじめ歪みを付加することにより、増幅器１０８において発生する非線形歪みを補償する。これにより、増幅器１０４及び増幅器１０８双方を線形増幅器とみなすことができ、送信信号用のパスと雑音成分用のパスとのバランスを調整することができる。この結果、送信信号の振幅がΣΔ変調によって変換される場合でも、合成部１０９によって送信信号と雑音成分が合成されることにより、送信信号から十分に雑音を除去することができる。
【００５１】
以上のように、本実施の形態によれば、ΣΔ変調された送信信号と雑音成分とをそれぞれ異なるパスで増幅し、送信信号から雑音成分を除去する場合に、増幅器による増幅前後の雑音成分の誤差を小さくする歪みを増幅前の雑音成分にあらかじめ付加する。このため、雑音成分を増幅する増幅器において発生する非線形歪みを補償し、両パスの増幅器が送信信号及び雑音成分を線形増幅するとみなすことができる。結果として、送信信号の振幅がΣΔ変調によって変換される場合でも、送信信号から十分に雑音を除去することができる。
【００５２】
（実施の形態３）
実施の形態３の特徴は、送信信号にあらかじめ歪みを付加することにより、送信信号用のパスと雑音成分用のパスとのバランスを調整する点である。
【００５３】
図６は、実施の形態３に係る送信装置１００の構成を示すブロック図である。図６において、図１と同じ部分には同じ符号を付し、その説明を省略する。図６に示す送信装置１００は、図１のバランス調整部１０６に代えて、バランス調整部３０１を有する。
【００５４】
バランス調整部３０１は、誤差算出部１１３によって算出される送信信号とフィードバック信号との誤差に基づいて、送信信号用のパスと雑音成分用のパスとのバランスを調整するための歪みを送信信号に付加する。すなわち、バランス調整部３０１は、雑音成分に歪みを付加するバランス調整部１０６とは異なり、送信信号とフィードバック信号との誤差に基づいて送信信号をあらかじめ歪ませる。
【００５５】
ここで、送信信号は、ΣΔ変調部１０２によってΣΔ変調されることにより振幅が一定の信号となるため、デジタル信号の状態のまま歪みを付加することが困難である。そこで、バランス調整部３０１は、ＩＱ変調部１０３によってアナログ信号に変換された送信信号に歪みを付加する。
【００５６】
次いで、上記のように構成された送信装置１００における雑音除去処理について、図７に示すフロー図を参照しながら説明する。なお、図７において、図２と同じ部分には同じ符号を付し、その詳しい説明を省略する。
【００５７】
送信信号生成部１０１によって生成された量子化ビット数が複数ビットの送信信号は、ΣΔ変調部１０２によってΣΔ変調され、量子化ビット数が１ビットの送信信号となる（ステップＳ１０１、Ｓ１０２）。そして、雑音成分抽出部１０５によって、ΣΔ変調前後の送信信号の減算が行われ、ΣΔ変調後の送信信号に含まれる雑音成分が算出される（ステップＳ１０３）。
【００５８】
一方、ΣΔ変調前の送信信号は、誤差算出部１１３にも入力され、フィードバック信号との誤差が算出される（ステップＳ１０４）。算出された誤差は、バランス調整部３０１へ出力される。また、送信信号及び雑音成分は、それぞれＩＱ変調部１０３、１０７によって直交変調及びＤ／Ａ変換される（ステップＳ１０６）。そして、バランス調整部３０１によって、誤差算出部１１３から出力される誤差が０に近づくように、アナログ信号に変換された送信信号に歪みが付加される（ステップＳ２０１）。具体的には、送信信号とフィードバック信号との誤差に応じた係数を用いる上式（１）のようなメモリ多項式が用いられることにより、アナログの送信信号にあらかじめ歪みが付加される。この歪みは、送信信号用のパスと雑音成分用のパスとの特性の不均衡を補償する歪みである。換言すれば、送信信号に歪みがあらかじめ付加されることにより、送信信号用のパスと雑音成分用のパスとの特性のバランスが調整される。
【００５９】
歪みが付加された送信信号と雑音成分とは、それぞれ増幅器１０４、１０８によって増幅される（ステップＳ１０７）。そして、合成部１０９によって、位相が反転した雑音成分が送信信号に合成されることにより、送信信号に含まれる雑音成分が除去される（ステップＳ１０８）。ここで、送信信号には、バランス調整部３０１によってあらかじめ歪みが付加されており、送信信号用のパスと雑音成分用のパスとの特性の不均衡が補償されている。このため、送信信号及び雑音成分がそれぞれ異なる特性のパスを経由しても、送信信号に含まれる雑音成分が合成部１０９によって十分に除去される。
【００６０】
雑音成分が除去された送信信号は、ＩＱ復調部１１１へフィードバックされて誤差算出部１１３における誤差の算出に用いられるとともに、ＢＰＦ１１０によるフィルタリングが施される（ステップＳ１０９）。そして、ＢＰＦ１１０によるフィルタリング後の送信信号は、アンテナを介して無線送信される（ステップＳ１１０）。
【００６１】
以上のように、本実施の形態によれば、ΣΔ変調された送信信号と雑音成分とをそれぞれ異なるパスで増幅し、送信信号から雑音成分を除去する場合に、ΣΔ変調前の送信信号と雑音成分除去後の送信信号との誤差を小さくする歪みを送信信号にあらかじめ付加する。このため、送信信号用のパスと雑音成分用のパスとの特性の不均衡を補償して、両パスのバランスを調整することができる。結果として、送信信号の振幅がΣΔ変調によって変換される場合でも、送信信号から十分に雑音を除去することができる。
【００６２】
なお、上記実施の形態３においては、ＩＱ変調部１０３によってアナログ信号に変換された送信信号に歪みが付加されるものとしたが、例えばΣΔ変調前の送信信号に歪みを付加して送信信号用のパスと雑音成分用のパスとのバランスを調整することも可能である。すなわち、ΣΔ変調によって振幅を一定にすることにより非線形歪みの発生を抑制しているため、ΣΔ変調後の送信信号に歪みを付加するのは困難であるが、ΣΔ変調前又はアナログ信号に変換された後の送信信号に歪みを付加することは可能である。
【００６３】
また、上記各実施の形態においては、ΣΔ変調によって送信信号の振幅を一定にする変換が施されるものとしたが、送信信号に対してΣΔ変調以外の変換が施される場合にも、上記各実施の形態と同様に送信信号の雑音成分を除去することが可能である。具体的には、量子化ビット数がｍビット（ｍは２以上の整数）の送信信号が、量子化ビット数がｎビット（ｎはｍ未満の整数）の送信信号に変換される場合、量子化ビット数が減少することによって雑音成分が発生するが、この雑音成分を上記各実施の形態と同様に除去することができる。
【００６４】
さらに、上記各実施の形態においては、メモリ多項式を用いて送信信号又は雑音成分に歪みを付加するものとしたが、メモリ多項式を用いずに歪みを決定することも可能である。すなわち、例えば誤差に応じた歪みを記憶するルックアップテーブルが参照され、算出された誤差に対応する歪みが送信信号又は雑音成分に付加されるようにしても良い。
【００６５】
なお、上記各実施の形態において説明した送信信号生成部１０１、ΣΔ変調部１０２、雑音成分抽出部１０５、バランス調整部１０６、雑音成分調整部２０４及び誤差算出部１１３、２０３による処理は、送信装置１００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。
【符号の説明】
【００６６】
１０１  送信信号生成部
１０２  ΣΔ変調部
１０３  ＩＱ変調部
１０４  増幅器
１０５  雑音成分抽出部
１０６、３０１  バランス調整部
１０７  ＩＱ変調部
１０８  増幅器
１０９  合成部
１１０  ＢＰＦ
１１１、２０１  ＩＱ復調部
１１２、２０２  ＬＰＦ
１１３、２０３  誤差算出部
２０４  雑音成分調整部
【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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