CN102742196A - 无线通信装置 - Google Patents

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Abstract

一种无线通信装置，包括：放大部，用于放大发送信号；天线，用于发送通过所述放大部放大后的放大信号；检测器，用于检测所述放大信号在所述天线侧反射的反射信号；校正处理部，用于校正所述发送信号；当识别出设置有所述放大信号会经过的滤波器时，所述校正处理部基于所述反射信号校正所述发送信号。

Description

无线通信装置
技术领域
本发明涉及无线通信装置。
本申请要求于2010年2月2日向日本专利局提交的日本国发明专利申请第2010-021381号的优先权，日本国发明专利申请第2010-021381号在此通过引入并入本申请中。
背景技术
在专利文献1中，通过在作为一种多载波通信系统的正交频分多址（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，下面称为OFDM）中校正偏差来降低OFDM信号的失真，其中，所述偏差由对数字模拟转换电路中产生的环回信号进行抑制的低通滤波器（Low-Pass Filter，下面称为LPF）产生。具体而言，通过预先根据LPF电路的衰减特性和群延迟特性而校正偏差，从而生成低失真的OFDM信号。在专利文献1所示的方法中必须事先了解滤波器的特性，然而，有时却无法事先掌握滤波器的特性。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本国专利申请公开公报“特开平6-311134号”
发明内容
技术问题
例如，在设置无线通信装置后，若因用于发送的期望信号的电波受到干扰而产生杂波时，还需要在天线上设置外部滤波器。此时，新设置的外部滤波器会使在通信中使用的频带内的振幅和相位的偏差产生劣化，由此会降低通信质量。
因此，鉴于上述的技术问题而提出本发明，其目的在于即使用于发送的期望信号的特性发生变化也能改善通信质量。
技术手段
本发明的实施方式的无线通信装置的特征在于，包括：放大部，用于放大发送信号；天线，用于发送通过所述放大部放大的放大信号；检测器，用于检测所述放大信号在所述天线侧反射的反射信号；校正处理部，用于校正所述发送信号；当识别设置有所述放大信号所经过的滤波器时，所述校正处理部基于所述反射信号校正所述发送信号。
在本发明的实施方式的无线通信装置中，所述反射信号可以是被所述滤波器反射的信号。
本发明的实施方式的无线通信装置还具有接收所述反射信号的耦合线，所述滤波器可以位于所述天线与所述耦合线之间。
在本发明的实施方式的无线通信装置中，所述校正处理部可以在收到操作人员进行操作的通知时识别所述滤波器的设置。
在本发明的实施方式的无线通信装置中，所述校正处理部可以基于所述反射信号的解析结果来识别所述滤波器的设置。
在本发明的实施方式的无线通信装置中，所述发送信号为包括多个子载波信号的多载波信号，所述校正处理部可以基于所述反射信号，对所述多载波信号中的特定子载波信号的相位和振幅进行校正。
在本发明的实施方式的无线通信装置中，所述校正处理部可以基于所述反射信号来对有延迟的子载波信号的相位进行校正。
发明效果
根据本发明，即使用于发送的期望信号的特性发生变化，也能改善通信质量。
附图说明
图1是本发明一个实施方式的无线通信装置的块构成图。
图2A是以复平面表示校正前的信号的示意图。
图2B是以复平面表示反射信号的示意图。
图2C是以复平面表示校正系数的示意图。
图3是用于说明群延迟的劣化部分与校正量的示意图。
图4A是表示发送信号的群延迟特性的示意图。
图4B是表示反射信号的群延迟特性的示意图。
图4C是表示通过从发送信号的群延迟特性（图4A）减去反射信号的群延迟特性（图4B）来计算的群延迟的校正量的示意图。
图5是用于说明当低频带中有群延迟时在时间轴上所进行的相位校正的示意图。
图6是由校正处理部114进行的相位校正的流程图。
图7A是表示附近频带的杂波抑制前后的振幅与群延迟变化的一个实例的示意图。
图7B是表示附近频带的杂波抑制前后的振幅与群延迟变化的另一实例的示意图。
具体实施方式
下面，参考附图，对本发明的实施方式进行详细说明。图1是本发明的实施方式（无线通信装置）的构成框图。无线通信装置100包括：基带部110、发送电路120、双工器（Dup）126、反射波检测电路130、耦合线131和天线140。另外在本实施方式中，将无线通信装置100作为诸如基站等固定无线通信装置来进行说明。
天线140将从发送电路120经由双工器126输出的发送信号作为发送波而发送给其他的无线终端（未图示）。另外，当天线140对发送信号进行发送时，从天线140侧反射出的反射信号经过连接无线通信装置100和天线140的线，向无线通信装置100进行输入。
耦合线131将从发送电路120输入的发送信号和从天线140侧反射的反射信号分离，并向天线140输出发送信号，向反射波检测电路130输出反射信号。
在本实施例中，使用频分双工（Frequency Division Duplex，FDD）方式的OFDM，因此双工器126将发送通路和接收通路电分离。
双工器126是将发送信号和接收信号分离的部件。另外，省略无线通信装置100中关于处理接收信号的接收电路的描述。另外，如果使用时分双工（Time Division Duplex，TDD）方式，则双工器126在每个预定时间中根据开关进行发送和接收之间的切换。
另外，设置无线通信装置100后，可以在耦合线131与天线140之间设置带通滤波器，用于抑制期望信号的必要频带附近的频带的无用波（杂波）。
若使用如上所述的滤波器，则用于通信的频带内的振幅和相位的偏差会劣化。关于上述的具体劣化，将使用图7A、7B对抑制了附近频带的杂波后的振幅与群延迟特性的劣化进行说明。从图7A所示的实例可知，与滤波处理前的特性71a相比，滤波处理后的特性72a的频带变得更窄。从图7B所示的实例可知，与滤波处理前的特性71b相比，在滤波处理后的特性72b中的低频区域中的群延迟变大群延迟特性造成较大的杂波。
如上所述，可知当采用滤波器来抑制杂波时，群延迟特性会产生杂波，因此单载波通信系统的通信质量劣化。为了减少上述的通信质量的劣化，提出了采用多载波通信系统来回避或禁止对劣化的信道进行分配的方法。另外，除了回避或禁止对劣化的子载波进行分配的方法之外，还提出了在OFDM中对劣化的子载波设定较低调制方式的方法，但不是较优选的方式。
基带部110包括：调制处理部111、存储部112、FFT处理部113、校正处理部114、IFFT处理部115和载波控制部116。
调制处理部111首先通过解复用将数据串（例如，二进制的数据串）分离成N个并列数据，并根据正交幅度调制（Quadrature AmplitudeModulation，下面称为QAM）或相移键控（Phase-Shift Keying，下面称为PSK）等分别进行调制，并将调制信号（复数，频域信号）存储在存储部112中。
在OFDM中，由调制处理部111调制的信号Φ以下述等式（1）表示。
Φ = Σ j = 0 N - 1 φ j --- ( 1 )
其中，N为载波数，
Figure BDA00001949220000042
（j为0至N-1的整数）为每个子载波的信号。
FFT处理部113将从反射波检测电路130输出的反射信号用快速傅里叶变换（Fast Fourier Transform，下面称为FFT）进行FFT处理，并将处理得到的反射信号（复数）输出至校正处理部114。
具体而言，FFT处理部113对N个反射信号xk（k为0至N-1的整数）进行FFT处理，并以下述等式（2）计算N个复数序列Xk（k为0至N-1的整数）。
X j = Σ k = 0 N - 1 x k e - 2 πi N jk - - - ( 2 )
其中，e为纳皮尔常数，i为虚数单位，π为圆周率，j为（0至N-1的整数）。
校正处理部114基于从FFT处理部113输出的反射信号，校正发送信号的各个子载波。详细内容将在下面进行说明。校正处理部114从存储部112读出的校正前的各个子载波的调制信号
Figure BDA00001949220000052
（j为0至N-1的整数）由下述等式（3）表示。
Figure BDA00001949220000053
其中，As(j)为子载波的调制信号
Figure BDA00001949220000054
的振幅，θs(j)为子载波的调制信号
Figure BDA00001949220000055
的相位。校正前的子载波的调制信号
Figure BDA00001949220000056
在复平面中表示成如图2A所示。从FFT处理部113输出的子载波的反射信号Xj（j为0至N-1的整数）由下述等式（4）表示。
Xj＝Ar(j)×exp(iθr(j))...（4）
Ar(j)为子载波的反射信号Xj的振幅，θr(j)为子载波的反射信号Xj的相位。子载波的反射信号Xj在复平面中表示为如图2B所示。
校正处理部114根据从FFT处理部113输出的反射波的子载波信号Xj（j为0至N-1的整数）和从存储部112读出的各个OFDM子载波的调制信号（j为0至N-1的整数），以下述等式（5）计算每个子载波的校正系数cj，并将计算出的校正系数cj存储在存储部112中。
Figure BDA00001949220000058
其中，振幅方向的校正量为Aｓ(j)/Ar(j)，相位分量的校正量为θs(j)-θr(j)，校正系数在复平面表示为如图2C所示，根据校正系数，可以校正振幅与相位。
校正处理部114根据计算出的校正系数cj和每个OFDM子载波的调制信号
Figure BDA00001949220000061
以下述等式（6）计算校正后的信号Φcoeff，并将计算出的校正后的信号Φcoeff输出至IFFT处理部115。
Φ coeff = Σ j = 0 N - 1 c j φ j - - - ( 6 )
IFFT处理部115对从校正处理部114输出的校正信号Φcoeff实施快速傅里叶逆变换（Inverse FFT，下面称为IFFT）处理，从而将校正信号Φcoeff转换为时域的OFDM信号。
另外，IFFT处理部115在各个OFDM信号之间插入循环前缀（cyclic prefix，简称CP）以作为保护间隔，并将同相信号I输出至DAC（数字模拟转换器）121，将正交相位信号Q输出至DAC 122。
载波控制部116以预定的频带设定频率振荡器127的振荡频率。
发送电路120包括：DAC 121、DAC 122、正交调制器123、带通滤波器124、高输出功率放大器125和频率振荡器127。
DAC 121将从IFFT处理部115输出的同相信号I从数字信号转换为模拟信号，并向正交调制器123输出该模拟信号。
DAC 122将从IFFT处理部115输出的正交相位信号Ｑ从数字信号转换为模拟信号，并向正交调制器123输出该模拟信号。
频率振荡器127（包括未图示的锁相环（PLL））生成具有载波控制部116设定的预定频带的载波，并向正交调制器123输出该生成的载波。
正交调制器123使用从频率振荡器127输出的载波的余弦波和正弦波对由DAC 121输入的模拟信号和由DAC 122输出的模拟信号进行调制，从而生成发送信号，并将所述发送信号输出至带通滤波器124。
带通滤波器124对从正交调制器123输出的合成信号进行滤波处理，以生成去除杂波分量的信号，并将所述去除杂波分量的信号输出至高输出功率放大器125。
高输出功率放大器125以预定的增益放大从带通滤波器124输入的去除杂波分量后的信号，放大至输出所需的功率之后，将放大的信号输出至双工器126。
反射波检测电路130包括：检测器132（Det）、放大器133和ADC（模拟数字转换器）134。
检测器132（Det）检测从天线140侧反射并经耦合线131输入的反射信号，并将检测到的反射信号输出至放大器133。
放大器133将从检测器132输出的反射信号放大至ADC 134所需要的电平，并将放大的反射信号输出至ADC 134。
ADC 134将从放大器133输出的反射信号（模拟信号）转换为数字信号，并将该数字信号输出至FFT处理部113。
下面，使用图3至如5，对校正处理部114的处理进行详细的说明。首先，使用图3，对群延迟的劣化部分与校正量进行说明。在图3中，横轴表示频率，纵轴表示群延迟。
当在耦合线131与天线140之间重新设置去除低频域的滤波器以抑制附近杂波现象时，所述滤波器在低频域中的群延迟会增加。从而观察到如图3所示的群延迟的峰值（群延迟的劣化部分22）。
校正处理部114确定对成为校正对象的子载波群延迟的劣化部分22进行校正，通过上述等式（5）计算校正系数，通过上述等式（6）将每个子载波的校正前信号乘以子载波的校正系数，从而将子载波的校正前信号改变为改善后的群延迟特性21。
接下来，使用图4A、4B和4C说明在图3中说明的校正。在图4A、4B和4C中，横轴表示频率，纵轴表示群延迟，第三轴表示时间。图4A是表示发送信号的群延迟特性的示意图，根据图4A，发送信号对所有频率具有一致的群延迟特性。图4B是表示当在天线上还设置用于抑制杂波的滤波器时的反射信号的群延迟特性的示意图。根据图4B，由于受到滤波器的影响，反射信号在低频带中的群延迟会增加。图4C是表示通过用发送信号的群延迟特性减去反射信号的群延迟特性计算出的群延迟校正量的示意图。
接下来，使用图5说明在图3中说明的校正。在图5中，横轴表示时间，纵轴表示振幅。图5图示了如下所述的实例：校正处理部114进行校正，从而对有可能劣化的低频带、即子载波1和子载波2（成为校正对象的子载波）进行相位前移，而对高频带、即子载波3和子载波4不进行处理。具体而言，校正处理部114进行校正处理，使得子载波1的校正前信号41a的相位前移，变成校正后信号41b。同样，校正处理部114进行校正处理，使得子载波2的校正前信号42a的相位前移，变成了校正后信号42b。另一方面，对于子载波3和子载波4的信号相位则不施加变化，因此分别还是原来的信号43和信号44。
如上所述，校正处理部114对成为校正对象的各个子载波的校正前信号乘以上述等式（5）的校正系数，从而进行如图5所示的相位校正处理。由此，能够改善群延迟特性。
对校正处理部114实施的相位校正处理流程进行说明。图6是由校正处理部114实施的相位校正的流程图。
首先，校正处理部114确认在天线140与耦合线131之间是否设置有外部滤波器。
关于校正处理部114识别是否设置有滤波器的方法，将在下面进行说明。
例如，可以设定为如下：通过操作人员经由输入接口进行操作，校正处理部114收到滤波器的设置通知，从而识别设置有滤波器。
还可以设定为如下：校正处理部114基于对进行了FFT处理的反射信号进行解析的结果，从反射信号的特性识别出是否设置了滤波器。此时，校正处理部114还可以解析对定期发送的信号（例如，以3GPP规定的通信方式中，Broadcast Channel（广播信道）或Downlink SharedChannel（下行共享信道））进行FFT处理后所获得的反射信号。此外，还可以设定为如下：将与被设置的滤波器的特性相关的滤波器信息预先存储在存储部112中，校正处理部114根据滤波器信息和反射信号的特性来判断是否设置了滤波器。
当校正处理部114未识别出设置有滤波器的情况下（步骤S51，否），作为常规操作，校正处理部114从存储部112读出上次计算的校正系数和调制信号，用该校正系数乘以调制信号以生成校正信号，并向IFFT处理部115输出所述校正信号（步骤S55）。
当校正处理部114识别出天线140侧设置有滤波器时（步骤S51，是），FFT处理部113对从ADC 130输入的反射信号进行FFT处理以生成FFT信号，并将所述FFT信号输出至校正处理部114（步骤S52）。接下来，校正处理部114根据所述FFT信号和从存储部读出的调制信号，通过上述等式（5）计算每个子载波的校正系数（步骤S53）。接下来，校正处理部114将每个子载波的调制信号乘以所计算的校正系数以计算校正信号，并向IFFT处理部115输出所述校正信号（步骤S54）。然后结束本处理。
根据上述说明，无线通信装置100能够使用反射信号来校正发送信号的群延迟，由此，即使发送信号的特性在设置无线通信装置100后发生变化，也能够改善通信质量。
以上，参考附图，对本发明的实施方式进行了详细说明，但是具体构成并不限于上述实施方式，而是还包括不脱离本发明宗旨的范围内的设计等。例如，如果无线通信装置100为基站，则天线侧的用于抑止杂波的带通滤波器被设置在基站与天线之间。另外，如果将基站设置在屋顶上时，带通滤波器还可以被设置在基站的内部。
工业可利用性
根据本发明，在无线通信中即使所需频带的附近频带的杂波受到抑制或用于发送的期望信号的特性发生变化，也能够改善通信质量。
附图标记说明
100：无线通信装置；                110：基带部；
111：调制处理部；                  112：存储部；
113：FFT处理部；                   114：校正处理部；
115：IFFT处理部；                  116：载波控制部；
120：发送电路；                    121：DAC；
122：DAC；                         123：正交调制器；
124：带通滤波器；                  125：高输出功率放大器；
126：双工器；                      127：频率振荡器；
130：反射波检测电路；              131：耦合线；
132：检测器；                      133：放大器；
134：ADC；                         140：天线。

Claims (7)

1.一种无线通信装置，其中，包括：
放大部，用于放大发送信号；
天线，用于发送通过所述放大部放大后的放大信号；
检测器，用于检测所述放大信号在所述天线侧反射的反射信号；以及
校正处理部，用于校正所述发送信号；
当识别到设置有所述放大信号会经过的滤波器时，所述校正处理部基于所述反射信号来校正所述发送信号。
2.根据权利要求1所述的无线通信装置，其中，
所述反射信号是被所述滤波器反射的信号。
3.根据权利要求2所述的无线通信装置，其中，还包括：
耦合线，用于接收所述反射信号，
其中所述滤波器位于所述天线与所述耦合线之间。
4.根据权利要求1所述的无线通信装置，其中，
所述校正处理部在收到操作人员进行操作的通知时，识别所述滤波器的设置。
5.根据权利要求1所述的无线通信装置，其中，
所述校正处理部基于对所述反射信号的解析结果来识别所述滤波器的设置。
6.根据权利要求2所述的无线通信装置，其中，
所述发送信号为包括多个子载波信号的多载波信号，
所述校正处理部基于所述反射信号，对所述多载波信号中特定的子载波信号的相位和振幅进行校正。
7.根据权利要求6所述的无线通信装置，其中，
所述校正处理部基于所述反射信号，对发生延迟的子载波信号的相位进行校正。
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