JP2007150829A

JP2007150829A - 無線装置及び通信制御方法

Info

Publication number: JP2007150829A
Application number: JP2005343841A
Authority: JP
Inventors: Shuichi Tamate; 秀一玉手
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2005-11-29
Filing date: 2005-11-29
Publication date: 2007-06-14

Abstract

【課題】マルチキャリア無線送信機において、アイソレータを用いることなく、送信ＩＭを低減することを実現する。
【解決手段】第１の周波数で第１の信号を送信する第１ＲＦ系統１０と、第２の周波数で第２の信号を送信する第２ＲＦ系統３０と、第１ＲＦ系統１０において第２の信号をモニタするモニタ手段と、該モニタ結果に基づき、第１の信号の振幅及び位相を制御する制御手段とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、無線装置及び通信制御方法に関する。

図２は、従来のＴＤＭＡ−ＴＤＤ（Time Division Multiple Access - Time Division Duplex）方式の無線装置１００の構成を示すブロック図である。この無線装置１００は、１Ｃ７Ｔ型のＰＨＳ（Personal Handyphone System）基地局として利用されるものである。図２において、無線装置１００は、第１ＲＦ系統１１０と第２ＲＦ系統１２０とモデム１３０とを備える。

第１ＲＦ系統１１０は、ＩＦ（中間周波数）信号を増幅するＩＦアンプ１１１、ＩＦアンプ１１１の出力信号から必要な周波数成分のみを取り出すＩＦバンドパスフィルタ１１２、ＩＦバンドパスフィルタ１１２から出力されたＩＦ信号をＲＦ（無線周波数）帯に周波数変換するミキサ１１３、その周波数変換に使用する周波数を発生する局部発振器１１４、ミキサ１１３から出力されたＲＦ信号を増幅するパワーアンプ１１５、パワーアンプ１１５の出力に含まれる不要波の周波数成分を抑圧するＲＦバンドパスフィルタ１１６、負荷変動を吸収するアイソレータ１１７及びＲＦ信号を無線送信するアンテナ１１８から構成される。第２ＲＦ系統１２０は、第１ＲＦ系統１１０と同様に、ＩＦアンプ１２１、ＩＦバンドパスフィルタ１２２、ミキサ１２３、局部発振器１２４、パワーアンプ１２５、ＲＦバンドパスフィルタ１２６、アイソレータ１２７及びアンテナ１２８から構成される。

モデム１３０は、変調ＩＦ信号の生成および受信ＩＦ信号の復調を行う。また、モデム１３０は、第１ＲＦ系統１１０および第２ＲＦ系統１２０の送受信タイミングの制御、送受信周波数の制御を行う。

また、特許文献１には、振幅位相調整用の回路要素にて相互変調歪等を発生させることなく、回り込みに係る遅延波等の除去に適する補償信号を発生させる中継機用の遅延波除去方法及び回路が開示されている。
特開２０００−２７８１９１号公報

しかし、上述した従来のＴＤＭＡ−ＴＤＤ方式の無線装置１００では、第１ＲＦ系統１１０および第２ＲＦ系統１２０の送信を同じタイミングで行なうので、送信ＩＭ（Inter-Moduration）が発生する。図２の例では、第２ＲＦ系統１２０のアンテナ１２８から発せられた送信波が第１ＲＦ系統１１０のアンテナ１１８から混入し、第１ＲＦ系統１１０のパワーアンプ１１５まで回り込んでＩＭ波を発生させている。そのため、アイソレーション特性の優れたアイソレータを全送信系統にそれぞれ設ける必要があるが、一般的にアイソレータは高コストであり、その負担が大きい。特に、マルチキャリア無線送信機においては、キャリア毎の複数の送信系統を備えているので、そのコスト負担は非常に大きくなる。また、パワーアンプとアンテナの間に設けられたアイソレータによる挿入損失が増加するため、例えば振幅変調系の信号を扱う無線通信においては、パワーアンプに要求される線形性能が増し、そのためのコストアップがさらに生じる。

また、特許文献１記載の従来技術は中継機を適用対象としており、マルチキャリア無線送信機には適用することができない。

本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、マルチキャリア無線送信機において、アイソレータを用いることなく、送信ＩＭを低減することのできる無線装置及び通信制御方法を提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明に係る無線装置は、第１の周波数で第１の信号を送信する第１の無線送信手段と、第２の周波数で第２の信号を送信する第２の無線送信手段と、前記第１の無線送信手段において前記第２の信号をモニタするモニタ手段と、前記モニタ結果に基づき、前記第１の信号の振幅及び位相を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。

本発明に係る無線装置においては、前記制御手段は、前記第２の信号を基にして、前記モニタ対象の第２の信号の振幅が最小になるように振幅及び位相を制御した信号を生成する手段と、該生成した信号を前記第１の信号に加える手段と、を備えたことを特徴とする。

本発明に係る無線装置においては、前記モニタ手段は、前記第１の無線送信手段における電力増幅器の出力からモニタ用の信号を取得することを特徴とする。

本発明に係る通信制御方法は、第１の周波数で第１の信号を送信する第１の無線送信手段と、第２の周波数で第２の信号を送信する第２の無線送信手段とを備えた無線装置における通信制御方法であって、前記第１の無線送信手段において前記第２の信号をモニタする第１のステップと、前記モニタ結果に基づき、前記第１の信号の振幅及び位相を制御する第２のステップと、を含むことを特徴とする。

本発明に係る通信制御方法においては、前記第２のステップにおいて、前記第２の信号を基にして、前記モニタ対象の第２の信号の振幅が最小になるように振幅及び位相を制御した信号を生成し、該生成した信号を前記第１の信号に加えることを特徴とする。

本発明に係る通信制御方法においては、前記第１のステップにおいて、前記第１の無線送信手段における電力増幅器の出力からモニタ用の信号を取得することを特徴とする。

本発明によれば、マルチキャリア無線送信機を有する無線装置において、アイソレータを用いることなく、送信ＩＭを低減することができる。これにより、マルチキャリア無線送信機におけるコストアップの問題が解消される。また、アイソレータによる挿入損失の問題も解消されるので、パワーアンプに要求される線形性能を緩和することが可能になる。

以下、図面を参照し、本発明の一実施形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るＴＤＭＡ−ＴＤＤ方式の無線装置１の構成を示すブロック図である。図１において、無線装置１は、第１ＲＦ系統１０と第２ＲＦ系統３０を備える。

第１ＲＦ系統１０において、ＩＦアンプ１１はＩＦ信号を増幅する。ＩＦバンドパスフィルタ１２は、ＩＦアンプ１１の出力信号から必要な周波数成分のみを取り出す。ミキサ１３は、ＩＦバンドパスフィルタ１２から出力されたＩＦ信号をＲＦ帯に周波数変換し、第１ＲＦ信号を発生する。分配器１４は、ミキサ１３から出力された第１ＲＦ信号を第１ＲＦ系統１０と第２ＲＦ系統３０に分配する。ＲＦアンプ１５は、分配器１４から出力された第１ＲＦ信号を増幅する。合成器１６は、ＲＦアンプ１５出力後の第１ＲＦ信号と、第２ＲＦ系統３０からの第２ＲＦ信号とを合成する。パワーアンプ１７は、合成器１６の出力信号を通信に要する電力まで増幅する。方向性結合器１８は、パワーアンプ１７の出力信号から一部分を取り出す。バンドパスフィルタ１９は、方向性結合器１８の出力信号に含まれる不要波の周波数成分を抑圧する。アンテナ２０は、バンドパスフィルタ１９の出力信号を無線送信する。ＲＦアンプ２１は、方向性結合器１８によって取り出されたＲＦ信号を増幅する。バンドパスフィルタ２２は、ＲＦアンプ２１の出力信号に含まれる不要波の周波数成分を抑圧する。ミキサ２３は、バンドパスフィルタ２２から出力されたＲＦ信号をＩＦ帯に周波数変換する。バンドパスフィルタ２４は、第１ＲＦ系統１０に混入した第２ＲＦ系統３０のＲＦ帯の信号がＩＦ帯に周波数変換された成分（第２ＩＦ成分）のみを抽出する。ＩＦアンプ２５は、バンドパスフィルタ２４から出力された第２ＩＦ成分信号を増幅する。

第２ＲＦ系統３０は、第１ＲＦ系統１０と同様の構成であり、ＩＦアンプ３１、ＩＦバンドパスフィルタ３２、ミキサ３３、分配器３４、ＲＦアンプ３５、合成器３６、パワーアンプ３７、方向性結合器３８、バンドパスフィルタ３９、アンテナ４０、ＲＦアンプ４１、バンドパスフィルタ４２、ミキサ４３、バンドパスフィルタ４４及びＩＦアンプ４５から構成される。

また、無線装置１は、可変利得アンプ５１，５３と、移相器５２，５４と、局部発振器５５，５６と、モデム６０とを備える。

可変利得アンプ５１は、分配器１４から出力された第１ＲＦ信号の振幅を調整する。移相器５２は、可変利得アンプ５１から出力された第１ＲＦ信号の位相を調整する。可変利得アンプ５３は、分配器３４から出力された第２ＲＦ信号の振幅を調整する。移相器５４は、可変利得アンプ５３から出力された第２ＲＦ信号の位相を調整する。

局部発振器５５は、第１ＲＦ系統１０のＲＦ帯に係る周波数変換用の周波数を発生する。局部発振器５６は、第２ＲＦ系統３０のＲＦ帯に係る周波数変換用の周波数を発生する。

モデム６０は、変調ＩＦ信号の生成および受信ＩＦ信号の復調を行う。また、モデム６０は、第１ＲＦ系統１０および第２ＲＦ系統３０の送受信タイミングの制御、送受信周波数の制御を行う。また、モデム６０は、可変利得アンプ５１，５３と移相器５２，５４を制御する。

次に、上述した本実施形態に係る無線装置１の特徴的な動作を説明する。
ここでは、第２ＲＦ系統３０のアンテナ４０から放射された送信波によって生じる第１ＲＦ系統１０におけるＩＭ波を抑圧する場合を例にして、無線装置１の動作を説明する。

一般的に第１ＲＦ系統１０のアンテナ２０と第２ＲＦ系統３０のアンテナ４０は近接して配置されるので、第２ＲＦ系統３０のアンテナ４０から放射された送信波は、第１ＲＦ系統１０のアンテナ２０に回り込み、第２ＲＦ系統３０からのリバース波としてパワーアンプ１７の入力端まで到達する。このリバース波がパワーアンプ１７に再度入力され、順方向に伝達されると、第１ＲＦ信号との相互変調積を生じることによりＩＭ波がアンテナ２０端に現れる。

ここで、本実施形態によれば、方向性結合器１８を介して入力される信号を復調する第１ＲＦ系統１０の受信系（ＲＦアンプ２１、バンドパスフィルタ２２、ミキサ２３、バンドパスフィルタ２４及びＩＦアンプ２５）においては、局部発振器５６により発生される周波数により、第２ＲＦ系統３０のＲＦ帯の信号（第２ＲＦ信号）を処理することになる。この結果、ＩＦアンプ２５の出力には、第２ＲＦ系統３０からのリバース波に相当する振幅及び位相の情報を含んだＩＦ成分が現れる。

次いで、モデム６０は、そのＩＦアンプ２５の出力として現れたリバース波の振幅及び位相と、第２ＲＦ系統３０により送信するＩＦ波の振幅及び位相とを比較する。モデム６０は、その比較結果から、リバース波の振幅が最小になるように重み付けするための振幅情報及び位相情報を算出する。モデム６０は、その算出した振幅情報を可変利得アンプ５３に制御情報として出力し、また、その算出した位相情報を移相器５４に制御情報として出力する。

これにより、分配器３４から第１ＲＦ系統１０に分配された第２ＲＦ信号は、可変利得アンプ５３によってモデム６０からの振幅情報に基づいて振幅が調整されるとともに、移相器５４によってモデム６０からの位相情報に基づいて位相が調整される。この調整後の第２ＲＦ信号が合成器１６でリバース波を含んだ第１ＲＦ信号と合成されることにより、第２ＲＦ系統３０のアンテナ４０から放射された送信波によって生じた第１ＲＦ系統１０におけるリバース波が抑圧され、その結果、ＩＭ波が抑圧される。

なお、第１ＲＦ系統１０のアンテナ２０から放射された送信波によって生じる第２ＲＦ系統３０におけるＩＭ波についても、同様に図１の構成により抑圧することができる。

上述したように本実施形態によれば、マルチキャリア無線送信機を有する無線装置１において、アイソレータを用いることなく、送信ＩＭを低減することができる。これにより、マルチキャリア無線送信機におけるコストアップの問題が解消される。

また、アイソレータによる挿入損失の問題も解消されるので、パワーアンプに要求される線形性能を緩和することが可能になる。

なお、上述した図１の構成では、第１ＲＦ系統１０の受信系及び第２ＲＦ系統３０の受信系を各々ＩＭ抑圧のためのモニタ専用として設けているが、例えば方向性結合器１８，３８の代わりに送受信の切換スイッチを設け、送信時に該スイッチの送信系から受信系への漏洩信号をモニタ用に利用するようにしてもよい。これにより、上述した実施形態のように特別にモニタ用の受信系を設けることなく、通常の受信系を利用して本発明を実現することができる。

以上、本発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

本発明の一実施形態に係るＴＤＭＡ−ＴＤＤ方式の無線装置１の構成を示すブロック図である。従来のＴＤＭＡ−ＴＤＤ方式の無線装置１００の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１…無線装置、１０…第１ＲＦ系統、１１，３１…ＩＦアンプ、１２，３２…ＩＦバンドパスフィルタ、１３，３３…ミキサ、１４，３４…分配器、１５，３５…ＲＦアンプ、１６，３６…合成器、１７，３７…パワーアンプ、１８，３８…方向性結合器、１９，３９…バンドパスフィルタ、２０，４０…アンテナ、２１，４１…ＲＦアンプ、２２，４２…バンドパスフィルタ、２３，４３…ミキサ、２４，４４…バンドパスフィルタ、２５，４５…ＩＦアンプ、３０…第２ＲＦ系統、５１，５３…可変利得アンプ、５２，５４…移相器、５５，５６…局部発振器、６０…モデム

Claims

第１の周波数で第１の信号を送信する第１の無線送信手段と、
第２の周波数で第２の信号を送信する第２の無線送信手段と、
前記第１の無線送信手段において前記第２の信号をモニタするモニタ手段と、
前記モニタ結果に基づき、前記第１の信号の振幅及び位相を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする無線装置。
前記制御手段は、
前記第２の信号を基にして、前記モニタ対象の第２の信号の振幅が最小になるように振幅及び位相を制御した信号を生成する手段と、
該生成した信号を前記第１の信号に加える手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の無線装置。
前記モニタ手段は、前記第１の無線送信手段における電力増幅器の出力からモニタ用の信号を取得することを特徴とする請求項１又は２に記載の無線装置。
第１の周波数で第１の信号を送信する第１の無線送信手段と、第２の周波数で第２の信号を送信する第２の無線送信手段とを備えた無線装置における通信制御方法であって、
前記第１の無線送信手段において前記第２の信号をモニタする第１のステップと、
前記モニタ結果に基づき、前記第１の信号の振幅及び位相を制御する第２のステップと、
を含むことを特徴とする通信制御方法。
前記第２のステップにおいて、
前記第２の信号を基にして、前記モニタ対象の第２の信号の振幅が最小になるように振幅及び位相を制御した信号を生成し、該生成した信号を前記第１の信号に加える、
ことを特徴とする請求項４に記載の通信制御方法。
前記第１のステップにおいて、前記第１の無線送信手段における電力増幅器の出力からモニタ用の信号を取得することを特徴とする請求項４又は５に記載の通信制御方法。