(57)【要約】【課題】周波数が異なる複数の送信信号が送信される場合でも、送信信号間の相互変調歪みによる受信品質の低下を抑制すること。【解決手段】無線装置は、異なる周波数で送信される複数の信号を含む送信信号を出力するプロセッサと、前記プロセッサから出力される送信信号を増幅する増幅部と、前記増幅部による増幅後の送信信号を無線送信するとともに、前記送信信号とは異なる周波数の信号を無線受信する送受信部とを有し、前記プロセッサは、送信信号に含まれる複数の信号に基づいて、当該複数の信号の相互変調によって発生する相互変調歪みに対応するキャンセル信号を生成し、前記送受信部は、前記増幅部による増幅後の送信信号に前記プロセッサによって生成されたキャンセル信号を合成する。【選択図】図１
2017059963.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる周波数で送信される複数の信号を含む送信信号を出力するプロセッサと、
前記プロセッサから出力される送信信号を増幅する増幅部と、
前記増幅部による増幅後の送信信号を無線送信するとともに、前記送信信号とは異なる周波数の信号を無線受信する送受信部とを有し、
前記プロセッサは、
送信信号に含まれる複数の信号に基づいて、当該複数の信号の相互変調によって発生する相互変調歪みに対応するキャンセル信号を生成し、
前記送受信部は、
前記増幅部による増幅後の送信信号に前記プロセッサによって生成されたキャンセル信号を合成する
ことを特徴とする無線装置。
【請求項２】
前記プロセッサは、
前記送受信部における送信周波数帯域及び受信周波数帯域の情報を含む周波数情報に基づいて、送信信号に含まれる複数の信号の相互変調によって発生する相互変調歪みの周波数を算出し、
算出された相互変調歪みの周波数と受信周波数帯域とが重複する場合に、キャンセル信号を生成する
ことを特徴とする請求項１記載の無線装置。
【請求項３】
前記プロセッサは、
送信信号に含まれる複数の信号の相互変調によって発生する相互変調歪みの波形を算出し、
算出された相互変調歪みの波形を反転した波形を有するキャンセル信号を生成する
ことを特徴とする請求項１記載の無線装置。
【請求項４】
前記プロセッサは、
生成されたキャンセル信号の遅延量、位相及び重み係数を調整することを特徴とする請求項３記載の無線装置。
【請求項５】
前記プロセッサは、
算出された相互変調歪みの波形と前記送受信部によって無線受信され前記プロセッサに入力された受信信号との相関を最小にするように、キャンセル信号の遅延量、位相及び重み係数を調整することを特徴とする請求項４記載の無線装置。
【請求項６】
前記プロセッサから出力される送信信号をＤＡ（Digital  Analogue）変換し、前記送受信部へ出力する第１のＤＡ変換部と、
前記プロセッサによって生成されたキャンセル信号をＤＡ変換し、前記送受信部へ出力する第２のＤＡ変換部と
をさらに有することを特徴とする請求項１記載の無線装置。
【請求項７】
入力信号から送信周波数帯域の成分を除去するフィルタをさらに有し、
前記プロセッサは、
生成されたキャンセル信号を送信信号に合成して出力し、
前記フィルタは、
前記プロセッサから出力される送信信号から送信周波数帯域の成分を除去してキャンセル信号成分を抽出し、前記送受信部へ出力する
ことを特徴とする請求項１記載の無線装置。
【請求項８】
前記プロセッサは、
前記増幅部における入出力特性に応じてあらかじめ決定されたクリッピング閾値を、生成されたキャンセル信号の電力分だけ小さい値に変更し、変更されたクリッピング閾値を用いて送信信号をクリッピングし、
クリッピング後の送信信号にキャンセル信号を合成する
ことを特徴とする請求項７記載の無線装置。
【請求項９】
異なる周波数で送信される複数の信号を含む送信信号を無線送信するとともに、前記送信信号とは異なる周波数の信号を無線受信する送受信部を有する無線装置における歪みキャンセル方法であって、
送信信号に含まれる複数の信号に基づいて、当該複数の信号の相互変調によって発生する相互変調歪みに対応するキャンセル信号を生成し、
送信信号を増幅し、
前記送受信部において、増幅後の送信信号にキャンセル信号を合成する
処理を有することを特徴とする歪みキャンセル方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線装置及び歪みキャンセル方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、送受信でアンテナを共用する無線通信装置には、デュプレクサが設けられることがある。すなわち、送信信号と受信信号の周波数が異なる場合には、アンテナにデュプレクサが接続されることにより、無線通信装置内の送信経路と受信経路とが電気的に分離される。このため、送信信号が受信信号に干渉することがなく、受信品質の低下を抑制することができる。
【０００３】
しかし、デュプレクサは、主にフィルタを用いて構成されており、送信信号が受信経路へ漏出することを完全に防止するのは困難である。このため、漏出した送信信号と受信された干渉信号とが受信経路内で相互変調し、発生する相互変調歪みによって受信品質が低下することがある。すなわち、送信信号の周波数と干渉信号の周波数とが異なる場合には、これらの信号の相互変調によって所定の周波数に相互変調歪みが発生する。そして、相互変調歪みの周波数が受信信号の周波数帯に含まれる場合には、相互変調歪みによって受信信号の復調及び復号が阻害される。結果として、受信信号から得られる受信データの精度が低下する。そこで、送信信号と干渉信号に基づいて相互変調歪みを近似的に再生し、再生された再生信号によって相互変調歪みを相殺することなどが検討されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２０１０−５００８３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、近年では、無線通信に用いられる信号の広帯域化が進んでおり、周波数が異なる複数のキャリアで信号を送信するマルチキャリア送信なども実用化されている。マルチキャリア送信では、周波数が異なる複数の送信信号が送信されるため、これらの送信信号間の相互変調によって相互変調歪みが発生することがある。
【０００６】
また、デュプレクサやアンテナ、及びデュプレクサとアンテナを接続するケーブルなどは線形回路であり、通常はこれらの部品において送信信号による相互変調歪みが発生することはない。しかしながら、例えば材料の腐食及び異種金属の接合面の汚染などの内的要因や、磁場及び振動などの外的要因により、上記の線形回路においても送信信号による相互変調歪みが発生することがある。このような相互変調歪みは、ＰＩＭ（Passive  Intermodulation）と呼ばれることがある。ＰＩＭの電力は、送信信号の電力と比較して小さくなるが、一般に、受信信号の電力は送信信号の電力よりも小さいため、ＰＩＭが受信信号に及ぼす影響を無視することはできない。
【０００７】
そして、ＰＩＭなどの相互変調歪みが付加された受信信号に対して、上述したように、相互変調歪みを近似的に再生した再生信号による歪みキャンセルをすることも考えられるが、再生信号の精度によっては、受信品質の向上が困難であるという問題がある。すなわち、受信信号に付加される相互変調歪みを完全に再現することは困難であるため、受信信号に再生信号を付加して相互変調歪みをキャンセルする場合には、再生信号の一部がノイズにもなり得る。この結果、受信信号に付加されるノイズがかえって増大し、受信品質の低下を招いてしまうことがある。
【０００８】
さらに、受信信号から相互変調歪みをキャンセルする場合には、送信信号間の相互変調によって発生する相互変調歪みは、送信信号に付加されたまま放射される。このため、送信信号に付加された相互変調歪みがスプリアスとなってしまうという問題もある。
【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、周波数が異なる複数の送信信号が送信される場合でも、送信信号間の相互変調歪みによる受信品質の低下を抑制することができる無線装置及び歪みキャンセル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装置は、１つの態様において、異なる周波数で送信される複数の信号を含む送信信号を出力するプロセッサと、前記プロセッサから出力される送信信号を増幅する増幅部と、前記増幅部による増幅後の送信信号を無線送信するとともに、前記送信信号とは異なる周波数の信号を無線受信する送受信部とを有し、前記プロセッサは、送信信号に含まれる複数の信号に基づいて、当該複数の信号の相互変調によって発生する相互変調歪みに対応するキャンセル信号を生成し、前記送受信部は、前記増幅部による増幅後の送信信号に前記プロセッサによって生成されたキャンセル信号を合成する。
【発明の効果】
【００１１】
本願が開示する無線装置及び歪みキャンセル方法の１つの態様によれば、周波数が異なる複数の送信信号が送信される場合でも、送信信号間の相互変調歪みによる受信品質の低下を抑制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ブロック図である。
【図２】図２は、実施の形態１に係るＲＲＨのプロセッサの機能を示すブロック図である。
【図３】図３は、ＰＩＭ波形算出の具体例を示す図である。
【図４】図４は、パラメータ調整部の機能を示すブロック図である。
【図５】図５は、実施の形態１に係る歪みキャンセル処理を示すフロー図である。
【図６】図６は、実施の形態２に係る無線送信システムの構成を示すブロック図である。
【図７】図７は、実施の形態２に係るＲＲＨのプロセッサの機能を示すブロック図である。
【図８】図８は、実施の形態２に係る歪みキャンセル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装置及び歪みキャンセル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ブロック図である。図１に示す無線送信システムは、ベースバンド装置（BaseBand  Unit：以下「ＢＢＵ」と略記する）１００と遠隔無線装置（Remote  Radio  Head：以下「ＲＲＨ」と略記する）２００とを有する。なお、図１では省略したが、ＢＢＵ１００には、ＲＲＨ２００以外の他のＲＲＨが接続されていても良い。
【００１５】
ＢＢＵ１００は、送信信号及び受信信号に対するベースバンド処理を実行する。具体的には、ＢＢＵ１００は、送信ベースバンド処理部（以下「送信ＢＢ処理部」と略記する）１１０、制御部１２０及び受信ベースバンド処理部（以下「受信ＢＢ処理部」と略記する）１３０を有する。
【００１６】
送信ＢＢ処理部１１０は、送信データに対して例えば符号化などの送信ベースバンド処理を施し、得られた送信ベースバンド信号（以下「送信ＢＢ信号」と略記する）をＲＲＨ２００へ送信する。この送信ＢＢ信号には、異なる複数の周波数で送信される複数の信号が含まれる。
【００１７】
制御部１２０は、送信ＢＢ処理部１１０及び受信ＢＢ処理部１３０を制御し、それぞれ送信ベースバンド処理及び受信ベースバンド処理を実行させる。また、制御部１２０は、送信周波数帯域及び受信周波数帯域を示す周波数情報をＲＲＨ２００へ通知する。なお、本実施の形態においては、送信信号及び受信信号が複数の周波数のキャリアを含むマルチキャリア信号であるため、周波数情報は、複数の異なる送信周波数帯域及び受信周波数帯域を示す。
【００１８】
受信ＢＢ処理部１３０は、ＲＲＨ２００から受信ベースバンド信号（以下「受信ＢＢ信号」と略記する）を受信し、受信ＢＢ信号に対して例えば復号などの受信ベースバンド処理を施して受信データを得る。
【００１９】
ＲＲＨ２００は、光ファイバを介してＢＢＵ１００と接続されており、送信信号及び受信信号に対する無線処理を実行する。具体的には、ＲＲＨ２００は、プロセッサ２１０、ＤＡ（Digital  Analogue）コンバータ２２０、２３１、ミキサ２３２、２４１、２６２、パワーアンプ２３３、ＡＤ（Analogue  Digital）コンバータ２４２、２６３、デュプレクサ２５０及び低雑音アンプ２６１を有する。
【００２０】
プロセッサ２１０は、例えばＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、ＦＰＧＡ（Field  Programmable  Gate  Array）又はＤＳＰ（Digital  Signal  Processor）などを備え、種々の処理を実行する。具体的には、プロセッサ２１０は、ＢＢＵ１００から受信した送信ＢＢ信号に対してプリディストーション処理を施し、パワーアンプ２３３において発生する相互変調歪みを補償する。また、プロセッサ２１０は、送信ＢＢ信号に基づいて、デュプレクサ２５０からアンテナまでの線形回路において発生する相互変調歪みをキャンセルするためのキャンセル信号を生成する。プロセッサ２１０の具体的な機能については、後に詳述する。
【００２１】
ＤＡコンバータ２２０は、プロセッサ２１０によって生成されたキャンセル信号をＤＡ変換し、デュプレクサ２５０へ出力する。
【００２２】
ＤＡコンバータ２３１は、プロセッサ２１０によってプリディストーション処理が施された送信ＢＢ信号をＤＡ変換し、得られたアナログの送信信号をミキサ２３２へ出力する。
【００２３】
ミキサ２３２は、ＤＡコンバータ２３１から出力される送信信号をアップコンバートし、得られた無線送信周波数の送信信号をパワーアンプ２３３へ出力する。
【００２４】
パワーアンプ２３３は、ミキサ２３２から出力される送信信号を増幅し、増幅後の送信信号をデュプレクサ２５０へ出力する。パワーアンプ２３３においては、パワーアンプ２３３の非線形特性によって送信信号に相互変調歪みが発生するが、プロセッサ２１０によってプリディストーション処理が施されているため、パワーアンプ２３３における相互変調歪みは抑制される。
【００２５】
ミキサ２４１は、パワーアンプ２３３による増幅後の送信信号をフィードバックしたフィードバック信号をダウンコンバートし、得られたベースバンド周波数のフィードバック信号をＡＤコンバータ２４２へ出力する。
【００２６】
ＡＤコンバータ２４２は、ミキサ２４１から出力されるフィードバック信号をＡＤ変換し、得られたデジタルのフィードバック信号をプロセッサ２１０へ出力する。
【００２７】
デュプレクサ２５０は、パワーアンプ２３３による増幅後の送信信号をアンテナから送信する一方、アンテナから受信された受信信号を低雑音アンプ２６１へ出力する。具体的には、デュプレクサ２５０は、送信周波数帯域を透過するフィルタによって送信信号の送信周波数以外の周波数成分を低減した後、送信信号をアンテナから送信する。また、デュプレクサ２５０は、受信周波数帯域を透過するフィルタによって受信信号の受信周波数以外の周波数成分を低減した後、受信信号を低雑音アンプ２６１へ出力する。
【００２８】
さらに、デュプレクサ２５０は、ＤＡコンバータ２２０から出力されるキャンセル信号を送信信号に合成して、送信信号に発生するＰＩＭをキャンセルする。すなわち、デュプレクサ２５０からアンテナまでの回路は線形回路であるが、種々の内的要因及び外的要因によって、これらの線形回路において相互変調歪みであるＰＩＭが送信信号に付加されることがある。そこで、デュプレクサ２５０は、フィルタ通過後の送信信号にキャンセル信号を合成し、送信信号に付加されるＰＩＭをキャンセルする。
【００２９】
低雑音アンプ２６１は、デュプレクサ２５０から出力される受信信号を増幅し、増幅後の受信信号をミキサ２６２へ出力する。
【００３０】
ミキサ２６２は、低雑音アンプ２６１による増幅後の受信信号をダウンコンバートし、得られたベースバンド周波数の受信信号をＡＤコンバータ２６３へ出力する。
【００３１】
ＡＤコンバータ２６３は、ミキサ２６２から出力される受信信号をＡＤ変換し、得られた受信ＢＢ信号をプロセッサ２１０へ出力するとともに、ＢＢＵ１００へ送信する。
【００３２】
次いで、プロセッサ２１０の機能について、図２を参照しながら説明する。図２は、実施の形態１に係るプロセッサ２１０の機能を示すブロック図である。図２に示すプロセッサ２１０は、歪み補償部２１１、ＰＩＭ周波数算出部２１２、周波数比較部２１３、ＰＩＭ波形算出部２１４、遅延部２１５、パラメータ調整部２１６及びキャンセル信号生成部２１７を有する。これらの各処理部は、ハードウェアで構成されても良く、ソフトウェアで構成されても良い。
【００３３】
歪み補償部２１１は、送信ＢＢ信号に対してプリディストーション処理を施す。具体的には、歪み補償部２１１は、パワーアンプ２３３において送信信号に発生する相互変調歪みの逆特性の歪み補償係数を送信ＢＢ信号に付加する。また、歪み補償部２１１は、パワーアンプ２３３による増幅後にフィードバックされるフィードバック信号（図中「ＦＢ信号」と略記する）に基づいて、歪み補償係数を更新する。すなわち、歪み補償部２１１は、例えば送信ＢＢ信号とフィードバック信号の誤差が小さくなるように歪み補償係数を更新し、プリディストーション処理の精度を向上する。
【００３４】
ＰＩＭ周波数算出部２１２は、ＢＢＵ１００の制御部１２０から通知される周波数情報に基づいて、ＰＩＭが発生するＰＩＭ周波数を算出する。具体的には、ＰＩＭ周波数算出部２１２は、送信信号が送信される際の複数の周波数を用いて、３次相互変調歪み及び５次相互変調歪みなどが発生する周波数をＰＩＭ周波数として算出する。例えば周波数Ｆ1で送信される送信信号１と周波数Ｆ2で送信される送信信号２とから発生する３次相互変調歪みは、周波数（２Ｆ1−Ｆ2）及び周波数（２Ｆ2−Ｆ1）において発生するため、ＰＩＭ周波数算出部２１２は、これらの周波数を算出する。なお、ＰＩＭ周波数算出部２１２は、例えば７次など所定次数までの相互変調歪みの周波数をそれぞれ算出する。また、ＰＩＭ周波数算出部２１２は、例えば３次及び５次などの奇数次の相互変調歪みだけではなく、例えば２次及び４次などの偶数次の相互変調歪みを算出しても良い。
【００３５】
周波数比較部２１３は、ＰＩＭ周波数算出部２１２によって算出されたＰＩＭ周波数と周波数情報によって示される受信周波数帯域とを比較する。そして、周波数比較部２１３は、ＰＩＭ周波数と受信周波数帯域とが重複する場合に、パラメータ調整部２１６に対してパラメータを調整するように指示する。すなわち、ＰＩＭ周波数と受信周波数帯域とが重複する場合は、ＰＩＭによって受信品質が低下すると考えられるため、周波数比較部２１３は、パラメータの調整を指示することにより、ＰＩＭのキャンセル処理を開始させる。
【００３６】
ＰＩＭ波形算出部２１４は、送信ＢＢ信号を用いてＰＩＭ波形を算出する。具体的には、ＰＩＭ波形算出部２１４は、異なる周波数で送信される複数の信号を用いて、これらの信号から発生する３次相互変調歪み及び５次相互変調歪みなどの波形をＰＩＭ波形として算出する。例えば周波数Ｆ1で送信される送信信号１と周波数Ｆ2で送信される送信信号２とから発生する３次相互変調歪みの波形は、一方の送信信号を２乗したものと他方の送信信号の複素共役とを乗算することによって得られる。そこで、ＰＩＭ波形算出部２１４は、図３に示すように、送信信号１の２乗を算出するとともに、送信信号２の複素共役を求め、これらを乗算することでＰＩＭ波形を算出する。なお、ＰＩＭ波形算出部２１４は、他の方法でＰＩＭ波形を算出しても良い。
【００３７】
遅延部２１５は、ＰＩＭ波形算出部２１４によって算出されたＰＩＭ波形を遅延させる。具体的には、遅延部２１５は、プロセッサ２１０から出力される送信信号がデュプレクサ２５０へ到達するまでの時間とデュプレクサ２５０から出力される受信信号がプロセッサ２１０へ到達するまでの時間との合計時間だけＰＩＭ波形を遅延させる。すなわち、遅延部２１５は、送信信号がプロセッサ２１０から出力されてから、この送信信号によって発生するＰＩＭが受信信号に付加されてプロセッサ２１０へ入力されるまでに要する時間だけ、ＰＩＭ波形算出部２１４によって算出されるＰＩＭ波形を遅延させる。
【００３８】
パラメータ調整部２１６は、周波数比較部２１３からパラメータを調整するように指示されると、キャンセル信号を調整するためのパラメータを調整する。具体的には、パラメータ調整部２１６は、キャンセル信号に付与する遅延量、位相及び重み係数を調整する。このとき、パラメータ調整部２１６は、調整中のパラメータをキャンセル信号生成部２１７へ通知しつつ、遅延部２１５によって遅延したＰＩＭ波形とＡＤコンバータ２６３から出力される受信ＢＢ信号との相関演算を行い、相関値が最小になるように順次各パラメータを調整する。すなわち、最適なパラメータによってキャンセル信号が調整されている場合は、受信ＢＢ信号に残存するＰＩＭの成分が最小になることから、パラメータ調整部２１６は、受信ＢＢ信号とＰＩＭ波形の相関値を最小にするように各パラメータを調整する。なお、受信ＢＢ信号に残存するＰＩＭの成分が最小になると、受信ＢＢ信号の電力も最小になるため、パラメータ調整部２１６は、受信ＢＢ信号の電力を最小にするように各パラメータを調整しても良い。パラメータ調整部２１６の具体的な機能については、後に詳述する。
【００３９】
キャンセル信号生成部２１７は、ＰＩＭ波形算出部２１４によって算出されたＰＩＭ波形を相殺するキャンセル信号を生成し、パラメータ調整部２１６から通知されるパラメータによってキャンセル信号を調整する。すなわち、キャンセル信号生成部２１７は、ＰＩＭ波形を反転した波形のキャンセル信号を生成し、このキャンセル信号の遅延量及び位相を調整し、さらにキャンセル信号に重み係数を乗算する。そして、キャンセル信号生成部２１７は、キャンセル信号をＤＡコンバータ２２０へ出力する。
【００４０】
次に、パラメータ調整部２１６の具体的な機能について、図４を参照して説明する。図４は、パラメータ調整部２１６の機能を示すブロック図である。パラメータ調整部２１６は、周波数シフト部３０１、遅延量調整部３０２、位相調整部３０３及び重み係数調整部３０４を有する。
【００４１】
周波数シフト部３０１は、周波数比較部２１３における周波数の比較結果に基づいて、ＰＩＭ波形を周波数シフトする。具体的には、周波数シフト部３０１は、受信周波数帯域の中心周波数とＰＩＭの中心周波数との差分だけ、ＰＩＭ波形を周波数シフトする。すなわち、異なる周波数で送信される複数の信号はそれぞれ所定の帯域幅を有するため、ＰＩＭ周波数算出部２１２によって算出されるＰＩＭ周波数も所定の帯域幅を有する。このため、周波数シフト部３０１は、受信周波数帯域とＰＩＭ周波数の中心周波数を揃えるようにＰＩＭ波形を周波数シフトすることにより、ＰＩＭ波形と受信ＢＢ信号の相関演算を容易にする。
【００４２】
遅延量調整部３０２は、キャンセル信号に付与される遅延量を所定量ずつ変更し、変更した遅延量をキャンセル信号生成部２１７へ通知する。そして、遅延量調整部３０２は、キャンセル信号の遅延量が変更されるたびにＰＩＭ波形と受信ＢＢ信号の相関演算を行い、相関値を最小にするように遅延量を調整する。
【００４３】
位相調整部３０３は、キャンセル信号に付与される位相を所定量ずつ変更し、変更した位相をキャンセル信号生成部２１７へ通知する。そして、位相調整部３０３は、キャンセル信号の位相が変更されるたびにＰＩＭ波形と受信ＢＢ信号の相関演算を行い、相関値を最小にするように位相を調整する。
【００４４】
重み係数調整部３０４は、キャンセル信号に乗算される重み係数を所定量ずつ変更し、変更した重み係数をキャンセル信号生成部２１７へ通知する。そして、重み係数調整部３０４は、キャンセル信号に乗算される重み係数が変更されるたびにＰＩＭ波形と受信ＢＢ信号の相関演算を行い、相関値を最小にするように重み係数を調整する。
【００４５】
なお、遅延量調整部３０２、位相調整部３０３及び重み係数調整部３０４は、それぞれ独立して動作し、１つのパラメータが最適に調整されると、次のパラメータの調整が開始されるようにしても良い。すなわち、例えば遅延量調整部３０２による遅延量の調整が完了すると、次に位相調整部３０３が位相の調整を開始するなどのように、各パラメータが順次調整されるようにしても良い。
【００４６】
次いで、上記のように構成されたＲＲＨ２００における歪みキャンセル処理について、図５に示すフロー図を参照しながら説明する。
【００４７】
ＢＢＵ１００の制御部１２０から送信周波数帯域及び受信周波数帯域を示す周波数情報が通知されると、プロセッサ２１０のＰＩＭ周波数算出部２１２によって、ＰＩＭ周波数が算出される（ステップＳ１０１）。すなわち、送信信号が送信される際の複数の周波数を用いて、３次相互変調歪み及び５次相互変調歪みなどが発生する周波数がＰＩＭ周波数として算出される。ＰＩＭ周波数は、それぞれの送信信号の送信周波数帯域幅に応じた帯域幅を有する。
【００４８】
そして、周波数比較部２１３によって、受信周波数帯域とＰＩＭ周波数とが重複するか否かが判定される（ステップＳ１０２）。この判定の結果、受信周波数帯域とＰＩＭ周波数とが重複しない場合は（ステップＳ１０２Ｎｏ）、ＰＩＭによる受信品質の低下は発生しないため、キャンセル信号の生成などが実行されることなく処理が終了する。
【００４９】
一方、受信周波数帯域とＰＩＭ周波数とが重複する場合は（ステップＳ１０２Ｙｅｓ）、パラメータ調整部２１６によってキャンセル信号を調整するためのパラメータが調整される（ステップＳ１０３）。このとき、ＰＩＭ波形算出部２１４によって送信ＢＢ信号から算出されたＰＩＭ波形が用いられることによりパラメータが調整される。すなわち、送信ＢＢ信号がプロセッサ２１０へ入力されると、ＰＩＭ波形算出部２１４によって送信信号から発生するＰＩＭ波形が算出される。このＰＩＭ波形は、遅延部２１５において、ＰＩＭが受信信号に付加されてプロセッサ２１０へ入力されるまでの時間だけ遅延し、パラメータ調整部２１６へ入力される。これにより、パラメータ調整部２１６において、ＡＤコンバータ２６３から入力される受信ＢＢ信号と遅延部２１５から入力されるＰＩＭ波形とが対応するタイミングのものとなるため、受信ＢＢ信号とＰＩＭ波形の相関演算が可能となる。
【００５０】
パラメータ調整部２１６におけるパラメータ調整は、以下のように行われる。すなわち、まず周波数シフト部３０１が、周波数比較部２１３における周波数比較の結果に基づいて、受信周波数帯域の中心周波数とＰＩＭ周波数の中心周波数との差分だけＰＩＭ波形を周波数シフトする。そして、遅延量調整部３０２、位相調整部３０３及び重み係数調整部３０４がそれぞれ各パラメータを変更しながら、周波数シフトされたＰＩＭ波形と受信ＢＢ信号との相関演算を実行する。遅延量調整部３０２、位相調整部３０３及び重み係数調整部３０４は、相関演算の結果得られる相関値が最小になるように各パラメータを調整する。これにより、受信ＢＢ信号に残存するＰＩＭの成分を最小にするようにパラメータを調整することができる。換言すれば、キャンセル信号を最適に調整するための遅延量、位相及び重み係数を得ることができる。なお、このようなパラメータの調整は、例えばＲＲＨ２００の起動時における所定のトレーニング期間などに実行されるようにしても良いし、ＲＲＨ２００の稼働中に随時実行されるようにしても良い。
【００５１】
パラメータの調整が完了すると、キャンセル信号生成部２１７によって、調整されたパラメータを用いてキャンセル信号が生成される（ステップＳ１０４）。具体的には、キャンセル信号生成部２１７によって、ＰＩＭ波形算出部２１４によって算出されたＰＩＭ波形を反転したキャンセル信号が生成され、このキャンセル信号が各パラメータによって調整される。すなわち、キャンセル信号の遅延量及び位相が調整されるとともに、キャンセル信号に重み係数が乗算される。
【００５２】
そして、キャンセル信号は、ＤＡコンバータ２２０へ出力され、ＤＡ変換される（ステップＳ１０５）。ＤＡ変換されたキャンセル信号は、デュプレクサ２５０において送信信号に合成され、デュプレクサ２５０からアンテナまでの線形回路において発生するＰＩＭをキャンセルする（ステップＳ１０６）。この結果、アンテナから送信される送信信号からＰＩＭが除去され、スプリアスを低減することができる。また、受信周波数帯域と重複するＰＩＭが送信信号から除去されるため、ＰＩＭが付加された受信信号がデュプレクサ２５０から出力されることがなく、受信品質の低下を抑制することができる。
【００５３】
以上のように、本実施の形態によれば、異なる周波数で送信される複数の信号からＰＩＭ波形を算出し、ＰＩＭの周波数が受信周波数帯域と重複する場合には、ＰＩＭ波形を相殺するキャンセル信号を生成して増幅後の送信信号に合成する。このため、送信信号に発生するＰＩＭがキャンセル信号によって除去され、例えばデュプレクサなどにおいて受信信号に付加されるＰＩＭを低減することができる。結果として、周波数が異なる複数の送信信号が送信される場合でも、送信信号間の相互変調歪みによる受信品質の低下を抑制することができる。
【００５４】
（実施の形態２）
実施の形態２の特徴は、送信ＢＢ信号とキャンセル信号を共通のＤＡコンバータでＤＡ変換することにより、回路規模の削減を図る点である。
【００５５】
図６は、実施の形態２に係る無線送信システム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に示す無線送信システムは、ＢＢＵ１００とＲＲＨ２００ａとを有する。なお、図６では省略したが、ＢＢＵ１００には、ＲＲＨ２００ａ以外の他のＲＲＨが接続されていても良い。
【００５６】
ＲＲＨ２００ａは、図１に示したＲＲＨ２００のプロセッサ２１０及びＤＡコンバータ２２０に代えて、プロセッサ４１０及びフィルタ４２０を有する。
【００５７】
プロセッサ４１０は、例えばＣＰＵ、ＦＰＧＡ又はＤＳＰなどを備え、種々の処理を実行する。具体的には、プロセッサ４１０は、ＢＢＵ１００から受信した送信ＢＢ信号に対してプリディストーション処理を施し、パワーアンプ２３３において発生する相互変調歪みを補償する。また、プロセッサ４１０は、送信ＢＢ信号に基づいて、デュプレクサ２５０からアンテナまでの線形回路において発生する相互変調歪みをキャンセルするためのキャンセル信号を生成し、送信ＢＢ信号に合成する。プロセッサ４１０の具体的な機能については、後に詳述する。
【００５８】
フィルタ４２０は、例えばローパスフィルタ又はバンドパスフィルタなどを備え、入力信号から送信周波数帯域の成分を除去する。すなわち、フィルタ４２０は、キャンセル信号が合成された送信信号から送信周波数帯域の成分を除去し、得られたキャンセル信号成分をデュプレクサ２５０へ出力する。
【００５９】
次いで、プロセッサ４１０の機能について、図７を参照しながら説明する。図７は、実施の形態２に係るプロセッサ４１０の機能を示すブロック図である。図７において、図２と同じ部分には同じ符号を付し、その説明を省略する。図７に示すプロセッサ４１０は、図２に示すプロセッサ２１０にＣＦＲ（Crest  Factor  Reduction）部４１１及び合成部４１２を追加した構成を採る。
【００６０】
ＣＦＲ部４１１は、歪み補償部２１１によってプリディストーション処理が施された送信ＢＢ信号をクリッピングして、ピーク電力を低下させる。具体的には、ＣＦＲ部４１１は、パワーアンプ２３３の入出力特性に応じてあらかじめ決定されたＣＦＲの閾値を、キャンセル信号生成部２１７によって生成されるキャンセル信号の電力分だけ小さい値に変更する。そして、ＣＦＲ部４１１は、変更されたＣＦＲの閾値によって送信ＢＢ信号をクリッピングする。これにより、送信ＢＢ信号のピーク電力は、キャンセル信号の電力分だけ余裕がある電力となる。
【００６１】
合成部４１２は、ＣＦＲ部４１１によるクリッピング後の送信ＢＢ信号に、キャンセル信号生成部２１７によって生成されたキャンセル信号を合成する。そして、合成部４１２は、キャンセル信号が合成された送信ＢＢ信号をＤＡコンバータ２３１へ出力する。
【００６２】
次いで、上記のように構成されたＲＲＨ２００ａにおける歪みキャンセル処理について、図８に示すフロー図を参照しながら説明する。図８において、図５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。
【００６３】
ＢＢＵ１００の制御部１２０から送信周波数帯域及び受信周波数帯域を示す周波数情報が通知されると、プロセッサ４１０のＰＩＭ周波数算出部２１２によって、ＰＩＭ周波数が算出される（ステップＳ１０１）。そして、周波数比較部２１３によって、受信周波数帯域とＰＩＭ周波数とが重複するか否かが判定される（ステップＳ１０２）。この判定の結果、受信周波数帯域とＰＩＭ周波数とが重複しない場合は（ステップＳ１０２Ｎｏ）、ＰＩＭによる受信品質の低下は発生しないため、キャンセル信号の生成などが実行されることなく処理が終了する。
【００６４】
一方、受信周波数帯域とＰＩＭ周波数とが重複する場合は（ステップＳ１０２Ｙｅｓ）、パラメータ調整部２１６によってキャンセル信号を調整するためのパラメータが調整される（ステップＳ１０３）。すなわち、パラメータ調整部２１６によって、キャンセル信号を最適に調整するための遅延量、位相及び重み係数が求められる。
【００６５】
パラメータの調整が完了すると、キャンセル信号生成部２１７によって、調整されたパラメータを用いてキャンセル信号が生成される（ステップＳ１０４）。具体的には、キャンセル信号生成部２１７によって、ＰＩＭ波形算出部２１４によって算出されたＰＩＭ波形を反転したキャンセル信号が生成され、このキャンセル信号が各パラメータによって調整される。
【００６６】
生成されたキャンセル信号は、合成部４１２へ出力されるとともに、キャンセル信号の電力がＣＦＲ部４１１へ通知される。そして、ＣＦＲ部４１１によって、パワーアンプ２３３の入出力特性に応じてあらかじめ決定されたＣＦＲの閾値がキャンセル信号の電力分だけ小さい値に変更される。ＣＦＲの閾値が変更された後、ＣＦＲ部４１１によって、送信ＢＢ信号のＣＦＲ処理が実行される（ステップＳ２０１）。すなわち、変更後のＣＦＲの閾値を超える電力を有する送信ＢＢ信号の部分がクリッピングされ、例えば該当部分の電力がＣＦＲの閾値に等しい電力に変換される。このようなクリッピングにより送信ＢＢ信号のピーク電力が抑圧され、送信ＢＢ信号にキャンセル信号が合成された場合でも、合成後の信号の電力は、パワーアンプ２３３の入出力特性に適合した電力となる。
【００６７】
そこで、合成部４１２によって、送信ＢＢ信号にキャンセル信号が合成され（ステップＳ２０２）、キャンセル信号が合成された送信ＢＢ信号は、ＤＡコンバータ２３１へ出力される。そして、ＤＡコンバータ２３１によって、キャンセル信号が合成された送信ＢＢ信号がＤＡ変換され（ステップＳ２０３）、得られたアナログの送信信号は、ミキサ２３２によってアップコンバートされる。アップコンバートされて無線送信周波数となった送信信号は、パワーアンプ２３３によって増幅され、デュプレクサ２５０に入力される。送信信号にはキャンセル信号が合成されているが、デュプレクサ２５０において、送信信号が送信周波数帯域を透過するフィルタを通過することにより、送信信号からキャンセル信号が除去される。
【００６８】
一方、アップコンバートされて無線送信周波数となった送信信号は、フィルタ４２０にも入力され、フィルタリングされる（ステップＳ２０４）。すなわち、フィルタ４２０によって、キャンセル信号が合成された送信信号から送信周波数帯域の成分が除去され、キャンセル信号成分が抽出される。このキャンセル信号成分は、デュプレクサ２５０において、フィルタ通過後の送信信号に合成され、デュプレクサ２５０からアンテナまでの線形回路において発生するＰＩＭをキャンセルする（ステップＳ１０６）。この結果、アンテナから送信される送信信号からＰＩＭが除去され、スプリアスを低減することができる。また、受信周波数帯域と重複するＰＩＭが送信信号から除去されるため、ＰＩＭが付加された受信信号がデュプレクサ２５０から出力されることがなく、受信品質の低下を抑制することができる。
【００６９】
以上のように、本実施の形態によれば、異なる周波数で送信される複数の信号からＰＩＭ波形を算出し、ＰＩＭの周波数が受信周波数帯域と重複する場合には、ＰＩＭ波形を相殺するキャンセル信号を生成し、送信信号に合成した上でＤＡ変換する。そして、ＤＡ変換後の送信信号から、フィルタリングによってキャンセル信号を抽出し、増幅後の送信信号に合成する。このため、送信信号に発生するＰＩＭがキャンセル信号によって除去され、例えばデュプレクサなどにおいて受信信号に付加されるＰＩＭを低減することができる。結果として、周波数が異なる複数の送信信号が送信される場合でも、送信信号間の相互変調歪みによる受信品質の低下を抑制することができる。また、送信信号とキャンセル信号を合成してＤＡ変換するため、ＤＡコンバータを共通化することができ、回路規模を削減することができる。
【００７０】
なお、上記各実施の形態においては、周波数比較部２１３におけるＰＩＭ周波数と受信周波数帯域との比較の結果、ＰＩＭ周波数と受信周波数帯域とが重複する場合に、キャンセル信号を生成して送信信号のＰＩＭをキャンセルするものとした。しかし、ＰＩＭ周波数と受信周波数帯域とが重複しない場合にも、キャンセル信号を生成して送信信号のＰＩＭをキャンセルするようにしても良い。こうすることにより、アンテナから送信される送信信号から常にＰＩＭが除去され、スプリアスを低減することができる。
【００７１】
また、上記各実施の形態においては、ＢＢＵとＲＲＨを有する無線送信システムを例に挙げて説明したが、上記各実施の形態は、例えば基地局装置や移動端末装置などの無線通信装置に適用することも可能である。
【００７２】
さらに、上記各実施の形態において説明した歪みキャンセル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】
【００７３】
２１０、４１０  プロセッサ
２１１  歪み補償部
２１２  ＰＩＭ周波数算出部
２１３  周波数比較部
２１４  ＰＩＭ波形算出部
２１５  遅延部
２１６  パラメータ調整部
２１７  キャンセル信号生成部
２２０、２３１  ＤＡコンバータ
２３２、２４１、２６２  ミキサ
２３３  パワーアンプ
２４２、２６３  ＡＤコンバータ
２５０  デュプレクサ
２６１  低雑音アンプ
３０１  周波数シフト部
３０２  遅延量調整部
３０３  位相調整部
３０４  重み係数調整部
４１１  ＣＦＲ部
４１２  合成部
４２０  フィルタ
【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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