JP2007274021A - 無線送信装置及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】スペクトラムマスクに応じた最大限の無線送信出力を有する無線送信装置を提供し、装置の導入数量の低減、設置エリアの拡大により局舎設置を容易にする。
【解決手段】入力信号を変調する変調手段２と、変調信号を無線送信周波数へ変換する周波数変換手段３と、周波数変換された信号を増幅して無線送信出力信号を得る増幅手段４と、無線送信出力信号を分岐させ、中心周波数における出力レベルと所定の周波数における出力レベルとの第１の差分を検出する出力レベル検出手段６〜８と、検出された第１の差分と、所定の周波数において予め定められた第２の差分とを比較し、両差分の大小を判定する判定手段９と、第１の差分の方が第２の差分より大きい場合には無線送信出力信号の出力レベルを増加させ、第２の差分の方が第１の差分より大きい場合には出力レベルを減少させる制御手段１０とを備える無線送信装置１。
【選択図】図１

Description

本発明は、無線送信装置及びその制御方法に関し、特に、ポイントツーポイントを無線で接続する地上無線通信システムの送信電力制御機能を有する無線送信装置及びその制御方法に関する。

地上無線通信システムは、有限な無線周波数の有効活用を最大の目的として発展してきた。無線帯域を有効活用するにあたり、所定の無線帯域を使用する上で、その他の帯域への干渉を制限するため、スペクトラムマスクとスプリアスエミッション規格が規定されている。特に、隣接する帯域への干渉を規定するのがスペクトラムマスク規格である。これらの規定は、日本国内向けの無線システムであれば電波法で、海外向けであればＥＴＳＩやＦＣＣ等の勧告という形態で法規制されている。同一無線周波数帯でも、国内、ＥＴＳＩ、ＦＣＣの各々スペクトラムマスク規格が異なる。従って、無線通信システムの開発は、この出力スペクトラムマスク規格に合致することに配慮しつつ、無線送信出力レベル（電力値）を高めることで、伝搬距離の拡大に努めてきた。

無線伝搬できる距離が長いことによってもたらされる顧客側のメリットは、無線装置の導入数量の低減や、設置エリアの拡大から局舎設置が容易になることである。このため、メーカ各社は、無線送信電力値やシステムゲインで無線通信システムの特性比較を行い、導入顧客もその特性の比較結果により導入装置を選択する傾向にある。

上述のように、地上無線通信システムでは、無線周波数の有効利用の観点から、隣接チャンネルへの影響を法規制している。この規制がスペクトラムマスク規格である。また、スペクトラムマスク規定値は、電波法、ＥＴＳＩ、ＦＣＣ等の規定毎に異なり、さらに、使用する無線周波数帯域やデータ伝送容量によっても異なる。例えば、ＥＵ向け無線通信システムが適合させるべきスペクトラムマスク規格は、ＥＴＳＩ勧告のEN302 217-2-2に記載のように、無線周波数帯毎に分類されている。

EN302 217-2-2 V1.1.3 Table B.4には、７ＧＨｚ帯だけでも伝送容量に応じて１８種類のスペクトラムマスク値が規定され、各無線周波数帯も同様である。このように、仕向け先、無線周波数帯、及び伝送容量に応じて数多くのスペクトラムマスク規定に適合させる必要があることが判る。また、隣接チャンネル（帯域）への干渉の影響度合い（抑圧度合い）に応じても、ＡＣＡＰ（Adjacent Channel Alternate Polarization）、ＡＣＣＰ（Adjacent Channel Co-Polarization）、ＣＣＤＰ（Co-Channel Dual Polarization）の３通りのスペクトラムマスク値が存在する。

図４にＥＵ向けの７ＧＨｚ帯の隣接チャンネルを３０ＭＨｚに配置する場合のスペクトラムマスク（片側隣接マスク）の一例を示す。スペクトラムマスク規定は、無線チャンネルの中心周波数のレベル（電力値）を基準とした相対値ｄＢ表示で規定されている。隣接チャンネルへの干渉抑圧度合いからＡＣＡＰtype1、ＡＣＡＰtype2、ＡＣＣＰ、ＣＣＤＰに分類されている。３０ＭＨｚ離れた隣接チャンネルへの抑圧度合いの厳しさは、ＡＣＡＰ＜ＡＣＣＰ≦ＣＣＤＰとなる。

同図は、縦軸が中心周波数の送信電力値からの減衰値をｄＢ単位で、横軸が中心周波数から周波数離れをＭＨｚ単位で示している。同図によると、３０ＭＨｚ離れた隣接チャンネルの中心周波数の減衰値として約４０ｄＢを確保する必要があることが判る。また、中心周波数から１７ＭＨｚ離れたポイントでは、図５に記載のように、スペクトラムマスク毎の隣接チャンネルへの抑圧度合い（減衰値）が異なることがわかる。ＡＣＡＰtype2に比べると、ＡＣＣＰ、ＣＣＤＰは、１５．５ＭＨｚと１７ＭＨｚのポイントで厳しく規定している。このポイントが本発明で着眼したスペクトラムマスクの特徴点である。

次に、従来の無線送信装置の送信出力の設定例について、図６及び図７を参照しながら説明する。

スペクトラムマスク規格に合致させるため、図７に示すように、無線送信出力を得る増幅手段に使用するＲＦアンプの入出力特性において、波形歪の影響が問題にならない線形性増幅を保証することができる領域で増幅動作を行っていた。線形領域で増幅動作させることで、出力スペクトラムの波形歪（１７ＭＨｚをピークとして盛り上がる）を抑圧し、隣接チャンネルへの干渉抑圧度合いに応じて複数存在するスペクトラムマスク規定のすべてに合致させることができた。このため、隣接チャンネルへの影響が最も少ない、言い換えれば、一番干渉を抑圧しているＣＣＤＰのスペクトラムマスク規格を基準に送信出力を設定する必要があった。従って、ＡＣＡＰで動作させる場合には、該当のスペクトラムマスクに対して必要以上に余分に動作マージンを確保した状態になっていた。

ＲＦアンプの線形領域で増幅動作させるため、ＲＦアンプの最大出力（サチレーション出力）に対して、送信出力（電力）を下げ、図７に示す例では１２ｄＢ低下させた＋１８ｄＢｍを標準と設定し、波形歪が生じないように動作させている。言い換えれば、波形歪が生じないようサチレーション出力より動作マージンを１２ｄＢ確保しているため、無線送信出力の向上が困難になっていた。さらに、この動作マージンの決定は、量産時の特性変動、温度変動、経年変動等のデバイス単体のバラツキも考慮して決めている。

図７は、量産時にＲＦアンプが（Ｂ）の特性へバラツキが生じた場合を考慮すれば、量産する装置のすべてについて、送信出力の標準値を、サチレーション１Ｗアンプ（＋３０ｄＢｍ）を採用しても＋１８ｄＢｍ程度の無線送信電力となってしまう結果となる一例を示し、無線送信出力の向上が困難であった従来例の問題点を示した。

ＲＦアンプ特性の非線形特性（波形歪）による影響は、図６の１５ＭＨｚから４５ＭＨｚ付近の出力レベルの盛り上がり変動として現れ、スペクトラムマスクを逸脱する不具合となって現れる。この波形歪が隣接チャンネルの信号通過へ大きく影響する。

次に、従来の無線送信装置の構成について、図８を参照しながら説明する。

従来の無線送信装置２１は、入力信号を変調する変調器２２と、変調信号を無線送信周波数へ変換する周波数変換回路２３と、無線送信信号を増幅して無線送信出力を得る増幅手段としてのＲＦアンプ２４とで構成され、無線送信信号がアンテナ２５を介して無線送出される。

上記構成を有する無線送信装置の無線送信出力レベルを向上させるためには、大容量のＲＦアンプを採用することや、ＲＦアンプを多段構成にする必要がある。しかし、追加のＲＦアンプによる消費電流の増加や、ＲＦアンプ特性の歪特性にバラツキが生じるため、動作マージンをさらに確保する必要があり、従来の構成、手段では個々のＲＦアンプの有する特性に適用した最大能力を引き出すことは困難である。

また、量産にあたり、歪特性のバラツキが少ないＲＦアンプを採用し、動作マージンを低減する手段も考えられるが、ＲＦアンプが高価になったり、性能選別が必要になるため量産への対応が困難である。

一方、特許文献１には、歪補償技術により、前記ＲＦアンプの非線形特性（歪特性）をアナログ回路により補正する手段が公開されている。しかしながら、テイコやコンデンサによるコンパレータを使用するアナログ回路での実現は、１種類の出力スペクトラムマスクに合致させる場合においては有効であるが、本発明で解決すべき、複数のスペクトラムマスク規定へ合致させるという条件を満足させることができない。また、特許文献１に記載の歪み補償装置では、雑音の相加によって特性が不十分となる欠点も露呈されている。

また、特許文献２及び３に記載の歪補償技術は、フィードバック信号から帯域外輻射電力を測定し、この帯域外輻射電力の時間平均が最小になるように歪補償係数を選択するように動作させ、予め定められた一定の送信出力レベルにおいて、隣接チャンネルへの干渉量を最小にする動作が特徴である。従って、これらの特許文献では、送信出力レベルを向上させるための目的、手段は読み取れない。本発明では、スペクトラムマスクに適合できる範囲で隣接チャンネルへの干渉量（帯域外輻射電力）を与えるが、自己の送信出力レベルは、従来システムで予め定められた一定の送信出力レベルより向上させるため、隣接チャンネルへの干渉量への制御の着眼点も異なる。
国際公開第ＷＯ０１／８２４７３号公報 特開２００４−１２８８３３号公報 特開２００１−２０３５３９号公報

上述のように、上記従来の無線送信装置においては、量産時の特性変動を考慮したシステムであって、最も厳しい条件のスペクトラムマスクへ適合するため、動作マージンを十分とった固有の出力レベルを採用していた。そこで、量産時に特性が変動するＲＦアンプの個々の歪特性に適応させる新しい手段で、デバイスを追加することなく、消費電流を増加させることなく、個々のＲＦアンプの最大能力を引き出すことで無線送信レベルを向上させることのできる技術が求められていた。

具体的には、第１に、量産時にＲＦアンプの歪特性にバラツキが生じても、新たにデバイスを追加することなく、消費電流を増加させずに、個々のＲＦアンプの歪特性に応じた最大限の無線送信レベルを得ること、第２に、隣接干渉への抑圧度合いにより複数存在するスペクトラムマスクには、必要以上に十分な動作マージンを設定することなく、適用すべきスペクトラムマスクに適した動作マージンを設定し、最大限の無線送信レベルを得ることが求められていた。

そこで、本発明は、上記従来の無線送信装置における問題点に鑑みてなされたものであって、顧客が適用するスペクトラムマスクに応じた最大限の無線送信出力を有する無線装置を提供することで、顧客の無線装置の導入数量の低減や、設置エリアの拡大から局舎設置を容易にすることで、より効果的な無線インフラ整備支援を行うことを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、入力信号を変調する変調手段と、該変調手段によって変調された信号を無線送信周波数へ変換する周波数変換手段と、該周波数変換手段によって周波数変換された信号を増幅して無線送信出力信号を得る増幅手段と、該無線送信出力信号を分岐させ、中心周波数における出力レベルと所定の周波数における出力レベルとの第１の差分を検出する出力レベル検出手段と、該出力レベル検出手段によって検出された前記第１の差分と、該所定の周波数において予め定められた第２の差分とを比較し、両差分の大小を判定する判定手段と、該判定手段によって、前記第１の差分の方が前記第２の差分より大きいと判定された場合には、前記無線送信出力信号の出力レベルを増加させ、前記第２の差分の方が前記第１の差分より大きいと判定された場合には、前記無線送信出力信号の出力レベルを減少させる制御手段とを備えることを特徴とする。

そして、本発明によれば、無線送信出力信号を分岐させ、中心周波数における出力レベルと所定の周波数における出力レベルとの第１の差分と、該所定の周波数において予め定められた第２の差分との比較によって無線送信出力信号の出力レベルを増減するため、中心周波数における出力レベルと所定の周波数における出力レベルの差分を所定の値に維持しながら、最大の無線送信出力信号の出力レベルを得ることが可能となる。

前記無線送信装置において、前記増幅手段の増幅値毎の振幅及び位相の非線形特性と逆特性となる補正データを予め格納し、該補正データによって前記変調手段に入力される前の信号の前記非線形特性を線形性特性となるように補正変換するリニアライザ手段を備え、前記制御手段は、前記判定手段による判定結果に基づき、前記無線送信出力信号の出力レベルを増減制御すると同時に、前記リニアライザ手段の補正データを制御することができる。これによって、中心周波数における出力レベルと所定の周波数における出力レベルの差分を所定の値に維持しながら、最大の無線送信出力信号の出力レベルをより容易に得ることが可能となる。

前記無線送信装置において、前記所定の周波数を、所定のスペクトラムマスク規格に応じた隣接チャンネルへの干渉量を規定する特徴点における周波数とすることができる。これによって、スペクトラムマスク規格に応じた隣接チャンネルへの干渉量を規定する特徴点（ｆ０＋△ｆ，ｆ０−△ｆ）と中心周波数（ｆ０）で、狭帯域周波数毎の出力レベルを検出し、その各々の検出結果で適用すべきスペクトラムマスク規定値を選択比較し、マスクに対するレベル差を判定することができるため、その判定結果に基づいて最低限の動作マージンを考慮し、無線送信出力レベルを増減制御することができ、顧客が適用するスペクトラムマスクに応じた最大限の無線送信出力を有する無線装置を提供し、顧客の無線装置の導入数量の低減や、設置エリアの拡大から局舎設置を容易にし、より効果的な無線インフラ整備支援を行うことができる。

また、本発明は、入力信号を変調する変調手段と、該変調手段によって変調された信号を無線送信周波数へ変換する周波数変換手段と、該周波数変換手段によって周波数変換された信号を増幅して無線送信出力信号を得る増幅手段とを備えた無線送信装置を制御する方法であって、前記無線送信出力信号を分岐させ、中心周波数における出力レベルと所定の周波数における出力レベルとの第１の差分を検出し、該第１の差分と、該所定の周波数において予め定められた第２の差分とを比較し、両差分の大小を判定し、前記第１の差分の方が前記第２の差分より大きいと判定された場合には、前記無線送信出力信号の出力レベルを増加させ、前記第２の差分の方が前記第１の差分より大きいと判定された場合には、前記無線送信出力信号の出力レベルを減少させることを特徴とする。

本発明によれば、上述のように、中心周波数における出力レベルと所定の周波数における出力レベルの差分を所定の値に維持しながら、最大の無線送信出力信号の出力レベルを得ることが可能となる。

前記無線送信装置の制御方法において、前記増幅手段の増幅値毎の振幅及び位相の非線形特性と逆特性となる補正データを予め記憶し、該補正データによって前記変調手段に入力される前の信号の前記非線形特性を線形性特性となるように補正変換し、前記第１の差分と、該所定の周波数において予め定められた第２の差分との比較結果に基づき、前記無線送信出力信号の出力レベルを増減制御すると同時に、前記リニアライザ手段の補正データを制御することができる。これによって、上述のように、中心周波数における出力レベルと所定の周波数における出力レベルの差分を所定の値に維持しながら、最大の無線送信出力信号の出力レベルをより容易に得ることが可能となる。

また、前記無線送信装置の制御方法において、前記所定の周波数を、所定のスペクトラムマスク規格に応じた隣接チャンネルへの干渉量を規定する特徴点における周波数とすることができる。これによって、最低限の動作マージンを考慮し、無線送信出力レベルを増減制御することができ、顧客が適用するスペクトラムマスクに応じた最大限の無線送信出力を有する無線装置を提供し、顧客の無線装置の導入数量の低減や、設置エリアの拡大から局舎設置を容易にし、より効果的な無線インフラ整備支援を行うことができる。

さらに、本発明は、入力信号を変調する変調手段と、該変調手段によって変調された信号を無線送信周波数へ変換する周波数変換手段と、該周波数変換手段によって周波数変換された信号を増幅して無線送信出力信号を得る増幅手段とを備えた無線送信装置を制御するためのプログラムであって、前記無線送信出力信号を分岐させ、中心周波数における出力レベルと所定の周波数における出力レベルとの第１の差分を検出するステップと、該第１の差分と、該所定の周波数において予め定められた第２の差分とを比較し、両差分の大小を判定するステップと、前記第１の差分の方が前記第２の差分より大きいと判定された場合には、前記無線送信出力信号の出力レベルを増加させ、前記第２の差分の方が前記第１の差分より大きいと判定された場合には、前記無線送信出力信号の出力レベルを減少させるステップとを備えることを特徴とする。

本発明によれば、上述のように、中心周波数における出力レベルと所定の周波数における出力レベルの差分を所定の値に維持しながら、最大の無線送信出力信号の出力レベルを得ることが可能となる。

前記無線送信装置の制御プログラムにおいて、前記増幅手段の増幅値毎の振幅及び位相の非線形特性と逆特性となる補正データを予め記憶し、該補正データによって前記変調手段に入力される前の信号の前記非線形特性を線形性特性となるように補正変換するステップと、前記第１の差分と、該所定の周波数において予め定められた第２の差分との比較結果に基づき、前記無線送信出力信号の出力レベルを増減制御すると同時に、前記リニアライザ手段の補正データを制御するステップとを備えることができる。これによって、上述のように、中心周波数における出力レベルと所定の周波数における出力レベルの差分を所定の値に維持しながら、最大の無線送信出力信号の出力レベルをより容易に得ることが可能となる。

また、前記無線送信装置の制御プログラムにおいて、前記所定の周波数を、所定のスペクトラムマスク規格に応じた隣接チャンネルへの干渉量を規定する特徴点における周波数とすることができる。これによって、最低限の動作マージンを考慮し、無線送信出力レベルを増減制御することができ、顧客が適用するスペクトラムマスクに応じた最大限の無線送信出力を有する無線装置を提供し、顧客の無線装置の導入数量の低減や、設置エリアの拡大から局舎設置を容易にし、より効果的な無線インフラ整備支援を行うことができる。

以上のように、本発明によれば、顧客が適用するスペクトラムマスクに応じた最大限の無線送信出力を有する無線装置を提供することが可能となり、顧客の無線装置の導入数量の低減や、設置エリアの拡大から局舎設置を容易にすることで、より効果的な無線インフラ整備支援を行うことが可能となる。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明にかかる無線送信装置の第１の実施の形態を示し、この無線送信装置１は、入力信号を変調する変調器２と、変調した信号を無線送信周波数へ変換する周波数変換回路３と、周波数変換回路３からの信号を増幅して無線送信出力信号を得るための無線周波数帯（ＲＦ）アンプ４とで構成され、アンテナ５により送出する従来の無線送信装置（図８参照）に、送信出力信号を分岐し、中心周波数（ｆ０）の出力レベルを検出するＢＰＦ（Band Pass Filter）６と、隣接干渉度合いを規定する＋／−△ｆの周波数離れであるｆ０＋△ｆ、ｆ０−△ｆの周波数ポイント（特徴点）の狭帯域周波数の出力レベルを検出するＢＰＦ７、８と、前記判定に必要な中心周波数（ｆ０）と特徴点の出力レベルの検出結果から適用すべきスペクトラムマスク規定値を選択（例えば、ＡＣＡＰtype1、ＡＣＡＰtype2、ＡＣＣＰ、ＣＣＤＰから何れかを選択）し、その規定値と検出結果を比較判定するスペクトラムマスク判定回路９と、その判定結果に基づき、最低限の動作マージンを考慮して無線送信出力レベルの増減を制御する制御回路１０とを備え、ＲＦアンプ４は、無線送信出力レベルを前記増減の制御に応じて増幅するように構成される。

次に、上記構成を有する無線送信装置１の動作について図１を参照しながら説明する。

変調器２で入力信号を変調し、変調した信号を周波数変換回路３によって無線送信周波数へ変換する。さらに、伝搬距離を拡大するため、周波数変換回路３からの無線送信周波数の信号をＲＦアンプ４で増幅して送信出力信号とし、アンテナ５を介して送出する。

また、ＲＦアンプ４で増幅した送信出力信号を分岐し、ＢＰＦ６〜８により、このスペクトラムをいくつかの周波数ポイントでレベルを検出する。動作マージンを最低限にするために、いくつかの検出器の誤差を低減する必要がある。このため、検出器には同一デバイスを採用し、検出の周波数帯域が同一となることが望ましい。異なるデバイスを採用した場合には、温度、経年誤差を十分検討する必要がある。この検出したレベルを元にスペクトラムマスク判定回路９で、規定されるスペクトラムマスクと比較する。この判定結果を元に前記誤差を考慮し、動作マージンを設定し、制御回路１０でＲＦアンプ４の増幅値を可変制御する。この制御値は、中心周波数（ｆ０）で検出した値に対して、各々の特徴点で検出した値を適用するスペクトラムマスク値と動作マージンとを加えた値と比較し、これらが同一になるように制御する。

この制御を運用時に実行し、実行後のデータは、スペクトラムマスク判定回路９内に格納し、電源再投入時には、再度、このデータから動作するようにすることで、立ち上がり特性の改善も考慮できる。この場合、経年変動への配慮から再調整のための制御起動も配慮すべきである。

図６によると、波形歪は、＋／−１７ＭＨｚ（＋／−△ｆ）の判定ポイントで顕著に変化するため、これが特徴点となる。図６では＋７ｄＢ時の波形が、特徴点である判定ポイントにおいてスペクトラムマスクと重なっており、この判定ポイントでレベル検出することでマスクに対するマージンを判定できる特徴がある。また、図４に記載の隣接チャンネルへの影響を抑圧する＋／−１７ＭＨｚの抑圧度合いが異なるスペクトラムマスク規格（ＡＣＡＰ、ＡＣＣＰ、ＣＣＤＰ）に対しても、この特徴点でのレベル検出結果から無線送信出力レベルを適応的に増減制御することができる。

具体的な例としては、図１の例では、レベル検出器に狭帯域ＢＰＦ６〜８を採用し、スペクトラムの波形歪は中心周波数（ｆ０）から１７ＭＨｚ離れ（ｆ０＋／−△ｆ）の出力レベルと、中心周波数（ｆ０）の出力レベルとを同帯域のＢＰＦで検出し、その２つの出力レベルを比較することで、スペクトラムマスク規格となる相対値も算出できる。

標準出力の検出誤差と、狭帯域ＢＰＦでの検出誤差を、量産及び温度変化に伴う特性変動を考慮して３〜５ｄＢのマージンを持たせる必要あるが、図７のサンプルでは５ｄＢ程度の改善が見込め、各ＲＦアンプの特性に応じて送信出力を＋１８ｄＢｍから＋２３ｄＢｍへ向上させることが可能となる。

上記方法では、狭帯域ＢＰＦで特徴点のレベルを検出していたが、市販されている簡易的なスペクトラムアナライザを装置に搭載しても実現することができる。

また、スペクトラムアナライザを個々のＲＦアンプ毎に、適用スペクトラムマスク毎に最適な動作マージンの算出に使用し、算出した動作マージンに応じた送信出力レベルを適用するスペクトラムマスク毎に設定値をスペクトラムマスク判定回路９内のメモリに格納して最大限の送信出力を得ることでも実現することができる。

次に、図５乃至図７を参照しながら、ＲＦアンプのバラツキと隣接チャンネルへの抑圧度合いの違いで送信出力レベルをいかに向上させることができるかについて説明する。

ＲＦアンプの特性として、図７の（Ａ）の入出力特性を有するＲＦアンプも存在するが、量産時の特性変動により（Ｂ）の特性のような劣化が生じる可能性がある。このＲＦアンプの単体特性のバラツキを考慮することで、結果的に、図６及び図７ではＲＦアンプのサチレーションに対して標準値を１２ｄＢの動作マージンを確保した例を示している。動作マージンを１０ｄＢ、９ｄＢ、７ｄＢ、５ｄＢと減らした場合のスペクトラムの劣化度合いによれば、１７ＭＨｚの特徴点でのＡＣＡＰ ｔｙｐｅ２のマスクとＣＣＤＰを比べれば、図５に示すようにスペクトラムマスク値を４ｄＢ緩和できるため、ＡＣＡＰの場合には、＋７ｄＢ程度上げることが可能となる。これにより、ＡＣＡＰの場合は、送信出力を＋１８ｄＢｍから＋２５ｄＢｍへ向上させることができる。

ＲＦアンプの歪特性のバラツキによって、特徴点での盛り上がり度合いが異なるため、個々のＲＦアンプに応じて送信出力の増減値が異なる結果になる。すなわち、ＣＣＤＰへ適合する装置でも、（Ｂ）の特性のＲＦアンプでは＋１８ｄＢｍの出力レベルであったが、（Ａ）の特性であれば、さらに出力レベルを向上させることが可能である。

ETSI EN302 217-2-2の規定によれば、７ＧＨｚ帯以外のスペクトラムマスク規格も同様に隣接干渉への抑圧度合いに応じてＡＣＡＰ、ＡＣＣＰ、ＣＣＤＰの異なるマスク規定を有している。また、各周波数帯で採用するＲＦアンプの歪特性も、前記と同様に、一様な波形歪を生じ、量産時のＲＦアンプ個々のバラツキも生じている。このため、前記本発明は、他の周波数帯に対しても同様に適合できる。

次に、図１に示したスペクトラムマスク判定回路９の動作について説明する。

スペクトラムマスク判定回路９内には、中心周波数と特徴点でのレベル差で規定される複数の特徴点でのスペクトラムマスク値ａ１・・・ａＮ、標準出力の検出誤差と狭帯域ＢＰＦでの検出誤差を、量産及び及び温度変化に伴う特性変動を考慮した検出特性のバラツキによる検出誤差値ｂがメモリに格納されている。外部からの設定が可能な場合には、このメモリの値ａ１・・・ａNを更新することで、適用させるスペクトラムマスクを変更することができる。

電源投入や、制御コマンドによる再起動時の制御の立ち上げ方法は、従来の装置と同様にサチレーションに対して、例えば、前記記載では動作マージンを１２ｄＢ確保したスペクトラムマスクを満足するためには、十分な動作マージンを確保した値の送信出力レベルから起動される。

次に各々の特徴点と中心周波数とのレベルを比較し、レベル差ｃ１・・・ｃＮを検出する。検出した結果で各々の特徴点でのレベル差ｃ１・・・ｃＮがｃｉ＞ａｉ＋ｂ （ｉ＝１・・・Ｎ）になるように動作マージンを減らし、送信出力レベルを増加させる。送信出力レベルを増減させる方法としては、例えば、１ｄＢステップ毎に送信出力レベルをインクリメントさせる。そして、特徴点と中心周波数でのレベルは常時検出しており、複数ある特徴点の中のいずれかでｃｉ＜＝ａｉ＋ｂ （ｉ＝１・・・Ｎ）となれば、送信出力レベルの増加制御を停止する。

一方、リニアライザでは、振幅、位相の逆特性となる補正データを予めリニアライザ内のメモリに格納する。リニアライザ方式との組み合わせでは、前記送信出力レベルを１ｄＢステップ毎に増加制御するのと同期して補正データをメモリから読み出し、この増加値に対応する逆特性にデータを補正する。補正されたデータに対して上記の通り、各々の特徴点と中心周波数とのレベルを比較する手順から繰り返す。

次に、図４及び図６を参照しながら、本発明にかかる無線送信装置の動作をまとめると以下のようになる。

隣接チャンネルへの影響を制限するため、図４のスペクトラムマスクでは、＋／−１５ＭＨｚと＋／−１７ＭＨｚのポイントを厳しく規定している。このうち７ＧＨＺ帯の無線送信装置では、＋／−１７ＭＨｚポイントが特徴点であり、ＲＦアンプの特性が劣化するとスペクトラム波形が歪み、図４に示すように、この部分に盛り上がりが生じてスペクトラムマスクを満足できなくなる。

このように、使用しているＲＦアンプの波形歪の現れ方が一様である特徴から、スペクトラムマスク毎の隣接チャンネルへの影響を抑制するための特徴点に着眼し、検出した特徴点の出力レベルと、中心周波数の出力レベルからレベル差を演算することで、現状のスペクトラム波形と適用するスペクトラムマスクへとのマージンを算出し、予め設定した動作マージンになるように無線送信出力を増減制御できる機能を装備することで、送信出力レベルを向上させた無線送信装置を提供することができる。

これによって、ＲＦアンプの個々の歪特性のバラツキに応じて、適用するスペクトラムマスクに適応して無線送信出力を増減できるため、ＲＦアンプを追加することなく無線送信出力レベルを向上させることが可能となる。

次に、本発明にかかる無線装置装置の第２の実施の形態として、リニアライザ方式との組み合わせで出力レベルを向上させる構成について、図２を参照しながら説明する。

本実施の形態にかかる無線送信装置１１は、無線送信出力を得る増幅手段として使用するＲＦアンプ４の増幅値毎の振幅及び位相の非線形特性と逆特性となる補正データをリニアライザ１２内に格納し、該当補正データで変調器２に入力される前の信号に対して前記個々のＲＦアンプ４の非線形特性の逆特性を加えることで逆特性に補正変換するリニアライザ機能と、スペクトラムマスクとの増幅した出力信号のスペクトラムを図１と同様に特徴的な周波数ポイント毎にレベルを検出し、これとスペクトラムマスク判定回路９で判定した結果に基づき送信出力レベルを増減する制御回路１０と、この増減制御に対応する逆特性に補正するように制御するリニアライザ１２から構成する。

図３に示したリニアライザ１２の概念図によると、個々のＲＦアンプ４の有する振幅及び位相特性において、サチレーションに近づくと非線形特性が生じる。これにより、スペクトラムマスクが満足できなくなっていた。リニアライザ１０では、振幅及び位相の逆特性となる補正データを予めリニアライザ１２内のメモリに格納し、ＲＦアンプ４の増幅値に応じた補正データを変調器２に入力される信号へ加えることで、ＲＦアンプ４の振幅及び位相特性を非線形特性から線形特性へと変換させる効果がある。これにより、従来の動作マージンが（Ｃ）であったのに対して、（Ｄ）の動作マージンを設定することができることになり、送信出力の向上が可能となる。同時に、上記実施の形態で示した構成を加えることでさらに送信出力が向上する。

尚、局舎設置にあたり、隣接チャンネルを使用するルートが密接する局舎の場合には、スペクトラムマスク規格で規定される以上に隣接チャンネルへの干渉量を低減させたい場合がある。この場合、本発明の特徴点での抑圧度をさらに厳しく設定したスペクトラムマスク規格を個別に規定することで、送信出力レベルを抑える結果となるが、隣接干渉量を設置局の要求に適合させることができる。これは、上記構成に加え、外部よりスペクトラムマスクの規定値を入力設定できる手段を追加することで実現することができる。

本発明にかかる無線送信装置の第１の実施の形態を示す構成図である。 本発明にかかる無線送信装置の第２の実施の形態を示す構成図である。 本発明にかかる無線送信装置に用いるリニアライザの概念図である。 スペクトラムマスク規定の一例を示すグラフである。 ＡＣＡＰ、ＡＣＣＰ、ＣＣＤＰのスペクトラムマスクの例を示す図である。 従来の無線送信装置の波形歪の発生例を示すグラフである。 従来のＲＦアンプの特性例を示すグラフである。 従来の無線送信装置の一例を示す構成図である。

符号の説明

１ 無線送信装置
２ 変調器
３ 周波数変換回路
４ ＲＦアンプ
５ アンテナ
６ ＢＰＦ
７ ＢＰＦ
８ ＢＰＦ
９ スペクトラムマスク判定回路
１０ 制御回路
１１ 無線送信装置
１２ リニアライザ

Claims (9)

1. 入力信号を変調する変調手段と、
   該変調手段によって変調された信号を無線送信周波数へ変換する周波数変換手段と、
   該周波数変換手段によって周波数変換された信号を増幅して無線送信出力信号を得る増幅手段と、
   該無線送信出力信号を分岐させ、中心周波数における出力レベルと所定の周波数における出力レベルとの第１の差分を検出する出力レベル検出手段と、
   該出力レベル検出手段によって検出された前記第１の差分と、該所定の周波数において予め定められた第２の差分とを比較し、両差分の大小を判定する判定手段と、
   該判定手段によって、前記第１の差分の方が前記第２の差分より大きいと判定された場合には、前記無線送信出力信号の出力レベルを増加させ、前記第２の差分の方が前記第１の差分より大きいと判定された場合には、前記無線送信出力信号の出力レベルを減少させる制御手段とを備えることを特徴とする無線送信装置。
2. 前記増幅手段の増幅値毎の振幅及び位相の非線形特性と逆特性となる補正データを予め格納し、該補正データによって前記変調手段に入力される前の信号の前記非線形特性を線形性特性となるように補正変換するリニアライザ手段を備え、
   前記制御手段は、前記判定手段による判定結果に基づき、前記無線送信出力信号の出力レベルを増減制御すると同時に、前記リニアライザ手段の補正データを制御することを特徴とする請求項１記載の無線送信装置。
3. 前記所定の周波数は、所定のスペクトラムマスク規格に応じた隣接チャンネルへの干渉量を規定する特徴点における周波数であることを特徴とする請求項１又は２に記載の無線送信装置。
4. 入力信号を変調する変調手段と、該変調手段によって変調された信号を無線送信周波数へ変換する周波数変換手段と、該周波数変換手段によって周波数変換された信号を増幅して無線送信出力信号を得る増幅手段とを備えた無線送信装置を制御する方法であって、
   前記無線送信出力信号を分岐させ、中心周波数における出力レベルと所定の周波数における出力レベルとの第１の差分を検出し、
   該第１の差分と、該所定の周波数において予め定められた第２の差分とを比較し、両差分の大小を判定し、
   前記第１の差分の方が前記第２の差分より大きいと判定された場合には、前記無線送信出力信号の出力レベルを増加させ、前記第２の差分の方が前記第１の差分より大きいと判定された場合には、前記無線送信出力信号の出力レベルを減少させることを特徴とする無線送信装置の制御方法。
5. 前記増幅手段の増幅値毎の振幅及び位相の非線形特性と逆特性となる補正データを予め記憶し、該補正データによって前記変調手段に入力される前の信号の前記非線形特性を線形性特性となるように補正変換し、
   前記第１の差分と、該所定の周波数において予め定められた第２の差分との比較結果に基づき、前記無線送信出力信号の出力レベルを増減制御すると同時に、前記リニアライザ手段の補正データを制御することを特徴とする請求項４に記載の無線送信装置の制御方法。
6. 前記所定の周波数は、所定のスペクトラムマスク規格に応じた隣接チャンネルへの干渉量を規定する特徴点における周波数であることを特徴とする請求項４又は５に記載の無線送信装置の制御方法。
7. 入力信号を変調する変調手段と、該変調手段によって変調された信号を無線送信周波数へ変換する周波数変換手段と、該周波数変換手段によって周波数変換された信号を増幅して無線送信出力信号を得る増幅手段とを備えた無線送信装置を制御するためのプログラムであって、
   前記無線送信出力信号を分岐させ、中心周波数における出力レベルと所定の周波数における出力レベルとの第１の差分を検出するステップと、
   該第１の差分と、該所定の周波数において予め定められた第２の差分とを比較し、両差分の大小を判定するステップと、
   前記第１の差分の方が前記第２の差分より大きいと判定された場合には、前記無線送信出力信号の出力レベルを増加させ、前記第２の差分の方が前記第１の差分より大きいと判定された場合には、前記無線送信出力信号の出力レベルを減少させるステップとを備えることを特徴とする無線送信装置の制御プログラム。
8. 前記増幅手段の増幅値毎の振幅及び位相の非線形特性と逆特性となる補正データを予め記憶し、該補正データによって前記変調手段に入力される前の信号の前記非線形特性を線形性特性となるように補正変換するステップと、
   前記第１の差分と、該所定の周波数において予め定められた第２の差分との比較結果に基づき、前記無線送信出力信号の出力レベルを増減制御すると同時に、前記リニアライザ手段の補正データを制御するステップとを備えることを特徴とする請求項７に記載の無線送信装置の制御プログラム。
9. 前記所定の周波数は、所定のスペクトラムマスク規格に応じた隣接チャンネルへの干渉量を規定する特徴点における周波数であることを特徴とする請求項７又は８に記載の無線送信装置の制御プログラム。

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