JP2000183661A - フィードフォワード干渉回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 歪補償を高精度に行い、かつパイロット信号
が送信信号に干渉を与えない。 【解決手段】 パイロット符号（Ａ）を、ＣＤＭＡ送信
信号に用いないロングコードで拡散し（Ｂ）、それを送
信周波数帯に変換し（Ｃ）、入力側で送信信号に注入し
（Ｄ）、これを出力側で抽出し、ベースバンド帯に変換
し（Ｅ）、逆拡散してパイロット符号を取出す（Ｆ）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明はフィードフォワー
ド歪補償回路を構成する基本回路である歪検出回路、除
去回路に代表されるフィードフォワード干渉回路（イン
ターフェロネトリック干渉抑圧回路とも呼ばれる）にお
いて、その干渉回路の平衡状態を検出するためにパイロ
ット信号を用いるフィードフォワード干渉回路に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】マイクロ波帯等の高周波帯で有効な、増
幅器の入出力非線形歪補償方法として、図８に示すフィ
ードフォワード形歪補償回路がある。フィードフォワー
ド形歪補償回路は二つの基本回路により構成される。一
つは歪検出回路１１であり、もう一つは歪除去回路１２
である。歪検出回路１１は、主増幅器１９の信号伝達経
路１３と線形信号伝達経路１４から構成される。また、
歪除去回路１２は、主増幅器１９の出力信号を線形に伝
達する主信号伝達経路１５と歪注入経路１６から構成さ
れる。

【０００３】さらに、主増幅器の信号伝達経路１３は、
主増幅器１９と、この経路の振幅及び位相伝達特性をそ
れぞれ調整する可変減衰器１７及び可変位相器１８との
直列接続から構成される。線形信号伝達経路１４は、遅
延線路２０と位相反転回路１０７との直列接続から構成
される。歪除去回路１２の主信号伝達経路１５は、遅延
線路２１からなる。歪注入経路１６は、可変減衰器２２
と可変位相器２３と補助増幅器２４との直列接続にて構
成される。補助増幅器２４には位相反転回路を含むこと
ができる。ここで、特性的に大きな相違を生じることが
ないため、歪検出回路１１に含まれる可変減衰器１７と
可変位相器１８は、両方共またはいずれか一方だけの形
で線形信号伝達経路１４に具備される場合もある。同様
に、歪除去回路１２においても可変減衰器２２と可変位
相器２３は、場合によっては主信号伝達経路１５に具備
されることもある。

【０００４】フィードフォワード形歪補償回路の入力は
電力分配器２５を介して主増幅器の信号伝達経路１３と
線形信号伝達経路１４に供給される。また、主増幅器の
信号伝達経路１３及び線形信号伝達経路１４は、電力合
成／分配器２６を介して主信号伝達経路１５及び歪注入
経路１６に接続される。この電力合成／分配器２６は、
歪検出回路１１及び歪除去回路１２を結合する。フィー
ドフォワード形歪補償回路の出力信号は、主信号伝達経
路１５と歪注入経路１６の各信号を電力合成器２７で合
成して得られる。ここでの電力分配器２５、電力合成／
分配器２６、電力合成器２７は、トランス回路、方向性
結合器等で構成した単純な無損失電力分配器及び電力合
成器である。

【０００５】フィードフォワード形歪補償回路の動作に
ついて述べる。フィードフォワード形歪補償回路の入力
信号は、電力分配器２５により主増幅器の信号伝達経路
１３と線形信号伝達経路１４に分配される。主増幅器の
信号伝達経路１３と線形信号伝達経路１４の信号は、電
力合成／分配器２６により合成される。この歪検出回路
１１における可変減衰器１７と可変位相器１８は、歪除
去回路１２に出力する信号成分に関して、主増幅器の信
号伝達経路１３と線形信号伝達経路１４の伝送特性が互
いに等振幅、逆位相になるように調整される。また、歪
除去回路１２についても同様であり、歪注入経路１６の
可変減衰器２２と可変位相器２３は、主信号伝達経路１
５と歪注入経路１６の伝送特性が互いに等振幅、逆位相
になるように調整される。この際に、フィードフォワー
ド形歪補償回路の入力からフィードフォワード形歪補償
回路の出力間の伝送損失はきわめて小さくする。

【０００６】このように歪検出回路１１では、主増幅器
の信号伝達経路１３の信号が線形信号伝達経路１４の信
号と電力合成／分配器２６により等振幅、逆位相で合成
され、線形成分が互いに相殺され、主増幅器１９で発生
する歪成分を検出することができる。この歪成分は歪除
去回路１２の歪注入経路１６に出力される。歪除去回路
１２では、歪注入経路１６に入力された歪成分の振幅と
位相が可変減衰器２２、可変位相器２３、補助増幅器２
４により調整され、電力合成器２７により主増幅器出力
信号を伝達する主信号伝達経路２１の信号と合成され
る。主信号伝達経路１５中の主増幅器１９の歪成分は、
歪注入経路１６にて等振幅、逆位相に調整された歪成分
と電力合成器２７で電力合成されることから、主増幅器
１９の歪成分をフィードフォワード形歪補償回路の出力
ではキャンセルできる。以上がフィードフォワード形歪
補償回路の動作原理である。

【０００７】上記のフィードフォワード形歪補償回路の
動作原理から、フィードフォワード形歪補償回路は信号
相殺及び歪相殺を行う二つの干渉回路から構成される。
それらは、原理的に図９に示すように単純なフィードフ
ォワード干渉回路としてモデル化できる。単純化された
フィードフォワード干渉回路は、入力信号を主信号伝達
経路１００と補助信号伝達経路１０１に分配する電力分
配器１０２と、主信号伝達経路１００にあっては可変減
衰器１０３と可変位相器１０４と主増幅器１０５の直列
接続により構成され、補助信号伝達経路１０１にあって
は遅延線路１０６と位相反転回路１０７の直列接続によ
り構成され、主信号伝達経路１００及び補助信号伝達経
路１０１の信号を合成する電力合成器１０８から構成さ
れる。ここで単純化されたフィードフォワード干渉回路
の主増幅器１０５は、歪除去回路１２の場合補助増幅器
２４に相当する。

【０００８】このフィードフォワード干渉回路の最適動
作は、前述のように構成する二つの経路、主信号伝達経
路１００及び補助信号伝達経路１０１の伝達関数が互い
に等振幅、等遅延特性でかつ逆位相の条件で平衡するこ
とにある。この平衡状態を検出し、回路の最適な平衡状
態に自動的に設定する方法として、特願昭６３−２３５
７４「フィードフォワード増幅器の自動調整回路」に述
べられているようなパイロット信号を用いる方法があ
る。

【０００９】この方法を実現する回路構成を図１０に示
す。パイロット発生器３４からパイロット注入回路３５
を介して主増幅器１９にパイロット信号を注入する。電
力合成器２７の出力側にパイロット抽出回路３６を設け
て、パイロット信号を抽出する。その抽出出力は、受信
機等で構成するパイロットレベル検出器３８でレベルを
検出し、マイクロコンピュータ等で構成される制御回路
３９に入力される。制御回路３９は、抽出したパイロッ
ト信号により歪除去回路１２の歪注入経路１６の可変減
衰器２２と可変位相器２３を、歪除去回路１２内の二つ
の経路、主信号伝達経路１５と歪注入経路１６の伝達関
数を等振幅、等遅延特性かつ逆位相特性による平衡状態
に制御する。

【００１０】このパイロット信号を用いた平衡状態の実
現方法について説明する。パイロット信号は特定周波数
の連続波であり、パイロットレベル検出器３８には狭帯
域特性を有する振幅検波器やホモダイン検波器を用いる
ことでパイロット信号を検出できる。歪除去回路１２を
構成する二つの経路、主信号伝達経路１５と歪注入経路
１６が上述したような最適状態であれば、必然的に検出
されるパイロット信号のレベルはゼロになる。

【００１１】そこで、このレベルに比例するパイロット
レベル検出器３８の出力を監視しながら、たとえば摂動
法などの適応アルゴリズムに従って、歪除去回路１２の
可変減衰器２２と可変位相器２３の設定値をわずかに変
化させ、パイロットレベル検出器３８の出力が最小とな
る点を検出する。その動作点に可変減衰器２２と可変位
相器２３を設定すれば、歪除去回路１２を最適動作状態
で実現できる。

【００１２】このような自動制御は、マイクロコンピュ
ータを用いて容易に達成できる。以上は歪除去回路１２
について述べたが、歪検出回路１１についても図１１に
示すようにパイロット注入回路３２をフィードフォワー
ド形補償回路の入力側の電力分配器２５の前に設け、か
つパイロット抽出回路３３を歪検出回路１１と歪除去回
路１２とを結合する電力合成／分配器２６の出力端と補
助増幅器２４の入力側の可変減衰器２２との間に設ける
ことで同様な動作が可能になる。すなわち、これら二つ
の回路の基本動作は同一なので、基本的にフィードフォ
ワード干渉回路を用いて図１１のように単純化して記述
できる。

【００１３】このような自動調整回路におけるパイロッ
ト信号の処理方法としては、従来より単純な単一周波数
パイロットを用いる方法が知られている（特願平３−４
９６８８「フィードフォワード増幅器」など）。この方
法の場合、回路構成を簡単にできるが、パイロット信号
の検出レベルが最小となる最適動作点となるため、検出
感度を高めるためにパイロット信号のレベルを増大する
必要があった。このとき、パイロット信号の検出帯域に
他装置の漏洩電力や雑音等の干渉信号がフィードフォワ
ード形増幅回路に混入すると、検出レベルに誤差を生
じ、高精度な制御動作及び最適動作を達成できなくなる
問題があった。

【００１４】そこで、各種雑音等の干渉の影響を受けに
くく、かつ検出精度の高いパイロット検出を可能にする
フィードフォワード干渉回路として、低周波数で変調し
たパイロット信号を用いる方法（特願平３−２４９４４
０、「フィードフォワード干渉回路」）、低周波信号に
周波数スペクトラム拡散で変調したパイロット信号を用
いる方法（特願平３−１４０３４９、「フィードフォワ
ード干渉回路」）などがある。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】このようなパイロット
信号の処理方法は、高感度、高安定に二つのループの平
衡状態を達成できるが、符号分割多重接続（Ｃｏｄｅ
Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ；
ＣＤＭＡ）方式を用いた無線通信方式用低歪送信電力増
幅器として上記パイロット信号の処理方法を用いると、
送信信号に対して、それらのパイロット信号は直交して
いないため、送信信号に干渉を与える問題があった。

【００１６】また、フィードフォワード形歪補償回路で
の歪検出回路及び歪除去回路の平衡状態を高精度、かつ
高安定に達成しようとしても、拡散された送信信号に埋
もれてしまい、高精度な制御動作を達成できなくなる問
題があった。この発明の目的は、ＣＤＭＡ方式を用いた
無線通信用低歪送信電力増幅器に適用でき、フィードフ
ォワード形歪補償回路の歪検出回路と歪除去回路の最適
動作を高安定、高精度に達成するフィードフォワード干
渉回路を提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明によれ
ば、ＣＤＭＡ方式で使用される拡散符号を用いてパイロ
ット信号を周波数拡散し、パイロット注入手段によりパ
イロット注入され、検出された信号は逆拡散手段により
上記拡散符号を用いて逆拡散されパイロット信号を検出
する。

【００１８】請求項２の発明によれば、請求項１の発明
の拡散符号を他のエリアに割り当てられている拡散符号
を用いる。このようにして、ＣＤＭＡ方式を用いた無線
通信サービス中に他のユーザーに対して干渉を与えるこ
となく、対干渉、対雑音に対して十分強いパイロット信
号を発生させ高安定、高精度にフィードフォワード干渉
回路を動作できる。

【００１９】請求項３の発明によれば、注入するパイロ
ット信号を誤り訂正符号器により符号化して拡散手段へ
供給し、また逆拡散手段における逆拡散出力に対し、誤
り訂正符号器と対応する復号器で復号してパイロット信
号を得る。このように誤り訂正符号を用いることによ
り、パイロット信号を少ないレベルで高精度に検出する
ことを可能とする。

【００２０】

【発明の実施の形態】図１にこの発明の実施例を示す。
本実施例についてその動作を説明する。また、本実施例
では、広帯域ＣＤＭＡ（Ｗｉｄｅｂａｎｄ ＣＤＭＡ；
Ｗ−ＣＤＭＡ）方式を用いた陸上移動通信方式に適用で
きる基地局用共通送信電力増幅器におけるフィードフォ
ワード干渉回路を前提とする。

【００２１】拡散符号は各セル固有に割り当てられるロ
ングコード及び各セル共通に割り当てられるショートコ
ードを用いる。ここで、ショートコードはセル内で使用
されていないコードが望ましい。ロングコードについて
は送信電力増幅器の配置されたセルに割り当てられたロ
ングコードと異なるコードでなければならない。これ
は、拡散変調されたパイロット信号が送信信号に干渉を
与えないためである。たとえば図２に示すように各セル
５４で異なるロングコードが割り当てられており、ロン
グコード５を用いる基地局５５の送信電力増幅器のフィ
ードフォワード形歪補償器のパイロット信号の拡散符号
はたとえばロングコード１を用いる。また、パイロット
信号専用の拡散符号であってもよい。これら拡散符号に
ついては、同一の拡散符号で初期位相が異なるものを用
いてもよい。

【００２２】図１に示すようにロングコード発生器５
１、ショートコード発生器５２よりの二つの拡散符号
は、ディジタル乗算器５３にて掛け合わされ、パイロッ
ト信号発生器３１の出力のディジタル信号に乗算され
る。パイロット信号は、各種低周波信号など固有パター
ンであればよい。また、ＢＰＳＫ等であっても構わな
い。たとえば図４Ａに示すように無変調波でも構わな
い。パイロット信号発生器３１のパイロット信号とディ
ジタル乗算器５３からの拡散符号とがディジタル乗算器
４３で乗算され、このようにして拡散されたパイロット
信号はディジタル・アナログ変換器４４によりアナログ
信号に変換される。ディジタル・アナログ変換器４４の
出力は低域通過フィルタ（Ｌｏｗ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔ
ｅｒ；ＬＰＦ）４５にて図４Ｂに示すようにベースバン
ド成分をろ波する。フィルタ４５の出力信号は、ミキサ
４６ａで局部発振器７１の局部信号により所定の送信周
波数に周波数変換される。ミキサ４６ａの出力に帯域通
過フィルタ（Ｂａｎｄ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ；ＢＰ
Ｆ）４６ｂを用いて図４Ｃに示すように送信周波数帯に
周波数変換されたパイロット信号をろ波する。ＢＰＦ４
６ｂの出力はパイロット注入回路３２を介してフィード
フォワード干渉回路に入力される。

【００２３】パイロット注入回路３２は、十分なアイソ
レーションのとれている方向性結合器などで実現され
る。たとえばパイロット注入回路３２において、送信信
号と同一の帯域にパイロット信号を重畳する。たとえば
図３に示すように、送信信号はロングコード１を用い、
パイロット信号はロングコード２を用いる。送信信号と
拡散されたパイロット信号は、電力分配器１０２にて主
信号伝達経路１００と補助信号伝達経路１０１に分配さ
れる。主信号伝達経路１００では可変減衰器１０３と可
変位相器１０４と主増幅器１０５が直列に接続されてい
る。補助信号伝達経路１０１においては、遅延線路１０
６と位相反転回路１０７が直列に接続されている。二つ
の経路１００，１０１の信号を電力合成器１０８にて合
成し、パイロット抽出回路３３に入力する。パイロット
抽出回路３３は、パイロット注入回路３２と同様に方向
性結合器などで構成される。

【００２４】パイロット抽出回路３３にて抽出された信
号は、図４Ｄに示すようにＢＰＦ６１ａでパイロット信
号の帯域成分をろ波する。ろ波された信号は図４Ｅに示
すようにミキサなどの周波数変換器６１ｂで局部発振器
７１の局部信号によりベースバンド帯に周波数変換さ
れ、ＬＰＦ６２より帯域制限される。このとき、拡散さ
れたパイロット信号と送信信号が重畳されている。ベー
スバンド帯に周波数変換された信号は、アナログ・ディ
ジタル変換器６３によりディジタル信号に変換される。
このディジタル信号に対して、ディジタル乗算器６４で
ショートコード及びロングコードの拡散符号により逆拡
散処理を行う。この結果、図４Ｆに示すようにもとのパ
イロット信号を復調し、逆拡散処理された信号からパイ
ロット信号成分が他の送信信号と分離されて抽出するこ
とができる。

【００２５】このように送信信号に無用な干渉を与える
ことなく、高感度にパイロット信号を抽出することがで
きる。以上の説明は、フィードフォワード干渉回路の基
本モデルにこの発明を適用した場合について行った。こ
のフィードフォワード干渉回路は、前述したようにフィ
ードフォワード形歪補償回路を構成する歪検出回路１１
及び歪除去回路１２とのいずれも基本動作が全く同一で
あり、フィードフォワード形歪補償回路の自動調整回路
として利用できる。しかも、従来方法と比較をして、Ｗ
−ＣＤＭＡ方式などの従来のＦＤＭＡ，ＴＤＭＡ方式と
異なる無線通信方式の基地局共通送信電力増幅器に適用
でき、送信信号に干渉等を与えない。また、検出精度に
ついても逆拡散処理により高感度に行える。よって、フ
ィードフォワード形歪補償回路における歪補償の最適動
作点の設定と増幅動作の高安定化に関する自動調整を高
精度かつ高信頼に行うことができる。

【００２６】パイロット信号としては誤り訂正符号化し
たものを用いることもできる。即ち、パイロット信号発
生器３１はたとえば図５に示すように構成する。図５に
はパイロット信号用符号発生回路４１と誤り訂正符号器
４２を直列に接続して構成している。ここで、パイロッ
ト信号用符号発生回路４１は、疑似乱数系列または特定
パターンのビット列を生成する。誤り訂正符号器４２は
パイロット信号用符号発生回路４１の出力のビット列を
特定の誤り訂正符号を用いてパイロット信号発生器３１
の出力を生成する。誤り訂正符号については、いくつか
の誤り訂正符号を適用できる。たとえば、ブロック符
号、トレリス符号、ターボ符号などおよそ実用化されて
おり、復号方法のある誤り訂正符号を用いることができ
る。

【００２７】この場合のパイロットレベル検出器３７
は、たとえば図６に示すように、復号器６６とレベル検
出回路６７を直列にして構成される。復号器６６には、
最ゆう系列推定器、ブロック復号器などおよそ実用化さ
れている復号器を用いることができる。レベル検出回路
６７は、一種の符号判定回路であり、復号器出力のビッ
ト列に対して判定を行う。

【００２８】たとえば、パイロット信号発生器３１の誤
り訂正符号にトレリス符号を用い、復号器にビタビアル
ゴリズムによる最ゆう系列推定器を用いる。具体的なト
レリス符号にはＵｎｇｅｒｂｏｅｃｋ符号を用いる。こ
のとき、誤り訂正符号器４２は畳み込み符号を生成する
回路で構成される。レベル検出回路６７の出力を観測す
ると、復号器６６の入力の信号対雑音電力比（Ｓｉｇｎ
ａｌ−ｔｏ−Ｎｏｉｓｅ Ｐｏｗｅｒ ｒａｔｉｏ；Ｓ
ＮＲ）とレベル検出回路６７の出力での符号誤り率はた
とえば図７に示すようになる。図７から明らかなよう
に、誤り訂正符号を用いることでより少ないＳＮＲで誤
り訂正符号なしの場合と同等の符号誤り率を達成でき
る。これは、符号誤り率の改善はレベル検出回路６７の
信頼性を改善することであり、より少ないＳＮＲはより
少ないパイロット信号レベルを意味する。よって、この
発明のようにパイロット信号発生器３１に誤り訂正符号
器４２を用い、パイロットレベル検出器３７に復号器６
６を用いることで、従来よりもより少ないパイロットレ
ベルで同等のフィードフォワード形歪補償回路の平衡条
件を自動調整することができる。

【００２９】

【発明の効果】この発明は以下の効果がある。 （１）ＣＤＭＡ方式を用いる無線通信用送信電力増幅器
のフィードフォワード形増幅回路の歪補償の自動調整を
高精度かつ高信頼に行うことができる。 （２）パイロット信号にＣＤＭＡ無線通信方式にて採用
されている拡散符号を用いることから、送信信号とパイ
ロット信号の直交性を保持でき、送信信号に無用な干渉
等を与えない。

【００３０】（３）本装置が設置されるエリアと異なる
エリアに割り当てられた拡散符号を用いることにより、
無線通信方式におけるコードの割り当て方法になんら影
響を与えない。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例を示すブロック図。

【図２】各セルの各基地局に割り当てたロングコードと
パイロット信号拡散に割り当てたロングコードとの関係
例を示す図。

【図３】送信信号のスペクトルとその拡散符号と、パイ
ロット信号のスペクトルとその拡散符号との関係例を示
す図。

【図４】パイロット信号の生成、注入、抽出、検出の各
処理におけるスペクトル例を示す図。

【図５】パイロット信号発生器３１の一例を示すブロッ
ク図。

【図６】パイロットレベル検出器３７の一例を示すブロ
ック図。

【図７】誤り訂正符号の有り無しと、ＳＮＲと符号誤り
率との関係例を示す図。

【図８】従来のフィードフォワード増幅器を示すブロッ
ク図。

【図９】従来のフィードフォワード干渉回路を示すブロ
ック図。

【図１０】従来のフィードフォワード干渉回路（歪除去
回路）における自動平衡の構成を示すブロック図。

【図１１】従来のフィードフォワード干渉回路（歪検出
回路）における自動平衡の構成を示すブロック図。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 楢橋 祥一 東京都港区虎ノ門二丁目10番１号 エヌ・ ティ・ティ移動通信網株式会社内 Ｆターム(参考） 5J090 AA01 AA41 CA21 FA20 GN03 GN05 GN07 HN16 HN17 KA00 KA04 KA15 KA16 KA23 KA32 KA34 KA42 KA44 KA53 KA68 MA14 MA20 SA13 TA01 TA02 5J091 AA01 AA41 CA21 FA20 KA00 KA04 KA15 KA16 KA23 KA32 KA34 KA42 KA44 KA53 KA68 MA14 SA13 TA01 TA02

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 符号分割多重信号の入力信号を二つに分
   配する分配手段と、 その分配された二つの信号がそれぞれ供給される二つの
   経路と、 それら二つの経路の出力を合成して信号を出力する合成
   手段と、 上記二つの経路の伝送特性を調整する手段とから構成さ
   れ、 上記分配手段の入力側にパイロット信号を注入し、上記
   合成手段の出力側において上記パイロット信号を検出す
   るように構成されたフィードフォワード干渉回路におい
   て、 上記符号分割多重接続による無線通信方式における拡散
   符号を用いて周波数拡散して上記入力側で注入する上記
   パイロット信号を生成する拡散手段と、 上記出力側で検出した信号を上記拡散符号により逆拡散
   して上記パイロット信号を復調する逆拡散手段とを設け
   たことを特徴とするフィードフォワード干渉回路。
2. 【請求項２】 請求項１記載の回路において、 上記拡散符号は、上記フィードフォワード干渉回路を備
   えた基地局のあるエリアと異なるエリアに割り当てられ
   た拡散符号が用いられていることを特徴とするフィード
   フォワード干渉回路。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載のフィードフォワー
   ド干渉回路において、 上記入力側で注入する上記パイロット信号を誤り訂正符
   号化して、上記拡散手段の供給する誤り訂正符号器を備
   え、 上記逆拡散手段に、逆拡散出力を、誤り訂正復号化する
   上記誤り訂正符号器と対応する復号器を含むことを特徴
   とするフィードフォワード干渉回路。