JP2008236021A - 無線通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置を大型化させることなく受信感度および電力効率を向上させること。
【解決手段】無線通信装置１００は、デュープレクサ１２１を介して信号の送信および受信を行う無線通信装置である。分岐部１１５は、デュープレクサ１２１を介して送信される送信信号の一部を分岐する。局部発振回路１３３およびミキサ１３４は、デュープレクサ１２１を介して受信した第１周波数帯域の受信信号を、第１周波数帯域より低い第２周波数帯域に変換する。局部発振回路１４１、ミキサ１４２およびＩＦバンドパスフィルタ１４３は、分岐部１１５によって分岐された送信信号に含まれる第１周波数帯域のノイズ成分を、第２周波数帯域に変換して抽出する。位相反転部１４５ａは、抽出されたノイズ成分の位相を反転させる。信号合成部１３７は、変換された受信信号と反転したノイズ成分とを合成する。
【選択図】図１

Description

この発明は、アンテナ共有器を介して信号の送信および受信を行う無線通信装置に関する。

従来、信号の送信および受信を同時に行うデュープレクス形式の無線通信装置では、一つのアンテナを送信および受信で共有可能にするアンテナ共有器（デュープレクサ）が用いられている。一般に、デュープレクサは３つの端子を有する素子であり、一つの端子はアンテナに接続され、他の二つの端子はそれぞれ送信回路と受信回路に接続される。これにより、一つのアンテナを送信回路と受信回路で共有することができる。

図８は、従来の無線通信装置の構成を示すブロック図である。図８に示すように、従来の無線通信装置８００は、送信部８１０と、デュープレクサ８２０と、アンテナ８３０と、受信部８４０と、を備えている。送信部８１０は、デュープレクサ８２０を介してアンテナ８３０へ送信信号を出力する。受信部８４０は、デュープレクサ８２０を介してアンテナ８３０から信号を受信する。

デュープレクサ８２０は、送信信号の帯域の信号成分のみを通過させるフィルタ８２０ａを送信部８１０側に備えている。また、デュープレクサ８２０は、受信信号の帯域の信号成分のみを通過させるフィルタ８２０ｂを受信部８４０側に備えている。これにより、一つのアンテナ８３０を送信部８１０と受信部８４０とで共有可能になる。

また、受信部８４０は、フィルタ８４１、ローノイズアンプ８４２およびミキサ８４３を備えている。フィルタ８４１は、受信信号の帯域の信号成分のみを抽出する。これにより、アンテナ８３０が受信した受信信号に含まれるノイズを除去する。ローノイズアンプ８４２は、アンテナ８３０が受信した受信信号を増幅する。ミキサ８４３は、受信信号に所定の周波数の信号を乗算することで受信信号の帯域を変換する。

また、受信部８４０のローノイズアンプ８４２を送信信号の回り込みにより飽和させないことを目的に、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）周波数帯で、送信信号自体の回り込みをアナログ的な手法を用いて減衰させる構成が開示されている（たとえば、下記特許文献１参照。）。

また、受信部８４０のローノイズアンプ８４２またはミキサ８４３を送信信号の回り込みにより飽和させないことを目的に、ＲＦ周波数帯で、送信信号自体の回り込みをアナログ的な手法を用いて減衰させる構成が開示されている（たとえば、下記特許文献２参照。）。

特開平１１−３０８１４３号公報 特開２００３−２７３７７０号公報

しかしながら、上述した従来技術では、送信信号に含まれる受信信号と同じ帯域のノイズが、デュープレクサ８２０のフィルタ８２０ｂを通過して受信部８４０側へ回り込む場合がある。受信信号と同じ帯域のノイズは受信部８４０におけるフィルタ８４１も通過するため、このノイズが受信部８４０側へ回り込むと受信部８４０における受信感度が劣化するという問題がある。

これに対して、デュープレクサ８２０のフィルタ８２０ｂの減衰量を多くとることが考えられる。しかし、減衰量を多くとるためにはデュープレクサ８２０内部の共振器の数を増加させる必要があり、デュープレクサ８２０が大型化する。このため、デュープレクサ８２０を適用する無線通信装置８００が大型化するという問題がある。また、デュープレクサ８２０内部の共振器の数を増加させると、送信信号の電力損失が増加し、無線通信装置８００の電力効率が低下するという問題がある。

この発明は、上述した問題点を解消するものであり、装置を大型化させることなく受信感度および電力効率を向上させることができる無線通信装置を提供することを目的とする。

この発明にかかる無線通信装置は、アンテナ共有器を介して信号の送信および受信を行う無線通信装置において、前記アンテナ共有器を介して送信される送信信号の一部を分岐する分岐手段と、前記共有器を介して受信した第１周波数帯域の受信信号を、当該第１周波数帯域より低い第２周波数帯域に変換する変換手段と、前記分岐手段によって分岐された送信信号に含まれる前記第１周波数帯域のノイズ成分を、前記第２周波数帯域に変換して抽出する抽出手段と、前記抽出手段によって抽出されたノイズ成分の位相を反転させる反転手段と、前記変換手段によって変換された受信信号と前記反転手段によって反転したノイズ成分とを合成する合成手段と、を備えることを特徴とする。

上記構成によれば、合成手段において、受信信号に含まれる、アンテナ共有器から回り込んだ送信信号のノイズを、反転手段によって反転したノイズ成分によってキャンセルすることができる。

この発明によれば、装置を大型化させることなく受信感度および電力効率を向上させることができるという効果を奏する。

以下に添付図面を参照して、この発明にかかる無線通信装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。

（実施の形態１）
図１は、実施の形態１にかかる無線通信装置の構成を示すブロック図である。図１に示すように、実施の形態にかかる無線通信装置１００は、送信部１１０と、デュープレクサ１２１と、アンテナ１２２と、受信部１３０と、キャンセル信号生成部１４０と、電力測定部１５１と、を備えている。たとえば、無線通信装置１００は、２１４０±１０ＭＨｚの帯域の送信信号を送信し、１９５０±３０ＭＨｚの帯域（第１周波数帯域）の信号を受信するとする。

送信部１１０は、ＤＡコンバータ１１１と、局部発振回路１１２と、直交変調器１１３と、パワーアンプ１１４と、分岐部１１５と、を備えている。ＤＡ（Ｄｉｇｉｔａｌ−Ａｎａｌｏｇ）コンバータ１１１は、無線通信装置１００が送信する送信データをアナログ信号に変換して直交変調器１１３へ出力する。

局部発振回路１１２は、無線通信装置１００の送信信号の周波数（２１４０ＭＨｚ）の搬送波を発振して直交変調器１１３へ出力する。直交変調器１１３は、ＤＡコンバータ１１１から出力された送信データに基づいて、局部発振回路１１２から出力された搬送波を変調する。直交変調器１１３は変調した送信信号をパワーアンプ１１４へ出力する。

パワーアンプ１１４は、直交変調器１１３から出力された送信信号を増幅して分岐部１１５へ出力する。分岐部１１５（分岐手段）は、パワーアンプ１１４から出力された送信信号を分岐して、分岐した送信信号の一方をデュープレクサ１２１へ出力し、分岐した送信信号の他方をミキサ１４２へ出力する。分岐部１１５はたとえば方向性結合器である。

デュープレクサ１２１は、分岐部１１５から出力された送信信号をアンテナ１２２へ出力する。また、デュープレクサ１２１は、アンテナ１２２から出力された受信信号を受信部１３０へ出力する。ここで、デュープレクサ１２１は、アンテナ１２２を送信および受信で共有可能にするアンテナ共有器である。

デュープレクサ１２１は、送信部１１０側に送信信号の帯域（２１４０±１０ＭＨｚ）の信号成分のみを通過させるフィルタ１２１ａを備えている。また、デュープレクサ１２１は、受信部１３０側に受信信号の帯域（１９５０±３０ＭＨｚ）の信号成分のみを通過させるフィルタ１２１ｂを備えている。

アンテナ１２２は、デュープレクサ１２１から出力された２１４０±１０ＭＨｚの送信信号を他の無線通信装置へ無線送信する。また、アンテナ１２２は、他の無線通信装置から無線送信された１９５０±３０ＭＨｚの信号を受信する。アンテナ１２２は、受信した受信信号をデュープレクサ１２１へ出力する。

受信部１３０は、ローノイズアンプ１３１と、ＲＦバンドパスフィルタ１３２と、局部発振回路１３３と、ミキサ１３４と、ローノイズアンプ１３５と、ＩＦバンドパスフィルタ１３６と、信号合成部１３７と、ＡＤコンバータ１３８と、を備えている。ローノイズアンプ１３１は、デュープレクサ１２１から出力された受信信号を増幅してＲＦバンドパスフィルタ１３２へ出力する。

ＲＦバンドパスフィルタ１３２は、ローノイズアンプ１３１から出力された受信信号のうち、受信信号の帯域（１９５０±３０ＭＨｚ）の信号成分のみを抽出する。ＲＦバンドパスフィルタ１３２は、抽出した受信信号をミキサ１３４へ出力する。局部発振回路１３３およびミキサ１３４は、ＲＦバンドパスフィルタ１３２から出力されたＲＦ帯の受信信号をＩＦ（Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）帯（第２周波数帯域）に変換（ダウンコンバート）する変換部（変換手段）を構成する。

局部発振回路１３３およびミキサ１３４は、受信信号の帯域を１９５０±３０ＭＨｚからｆ１±３０ＭＨｚに変換するとする。局部発振回路１３３は、周波数ｆ２（＝１９５０ＭＨｚ−ｆ１）の信号を発振してミキサ１３４へ出力する。ミキサ１３４は、ＲＦバンドパスフィルタ１３２から出力された受信信号と、局部発振回路１３３から出力された信号と、を乗算してローノイズアンプ１３５へ出力する。

ここで、ミキサ１３４によって乗算して出力された受信信号は、ＲＦバンドパスフィルタ１３２から出力された受信信号の周波数（１９５０±３０ＭＨｚ）と、局部発振回路１３３から出力された信号の周波数（ｆ２）と、の和の成分（１９５０＋ｆ２±３０ＭＨｚ）と差の成分（ｆ１±３０ＭＨｚ）とを含んでいる。

ローノイズアンプ１３５は、ミキサ１３４から出力された受信信号を増幅してＩＦバンドパスフィルタ１３６へ出力する。ＩＦバンドパスフィルタ１３６は、ローノイズアンプ１３５から出力された受信信号のうち、上述した差の成分のみを抽出して信号合成部１３７へ出力する。これにより受信信号がダウンコンバートされる。ＩＦバンドパスフィルタ１３６は、たとえばｆ１±１０ＭＨｚの信号成分のみを通過させるフィルタである。

信号合成部１３７（合成手段）は、ＩＦバンドパスフィルタ１３６から出力された受信信号と、ＤＡコンバータ１４６から出力されたノイズ成分と、を合成（加算）してＡＤコンバータ１３８へ出力する。ＡＤコンバータ１３８（復調手段）は、信号合成部１３７から出力された受信信号を復調してデジタル信号に変換する。

ＡＤコンバータ１３８は、変換した受信信号を電力測定部１５１へ出力する。電力測定部（ＲＳＳＩ：Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｓｉｇｎａｌ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）１５１は、ＡＤコンバータ１３８から出力された受信信号の電力を測定する。電力測定部１５１は、特に、受信信号に含まれるノイズ成分の電力を測定する。

キャンセル信号生成部１４０は、局部発振回路１４１と、ミキサ１４２と、ＩＦバンドパスフィルタ１４３と、ＡＤコンバータ１４４と、信号調整部１４５と、ＤＡコンバータ１４６と、を備えている。局部発振回路１４１およびミキサ１４２は、分岐部１１５から出力されたＲＦ帯の送信信号をＩＦ帯に変換（ダウンコンバート）する変換部を構成する。

局部発振回路１４１は、局部発振回路１３３が発振する信号と同じ周波数（ｆ２）の信号を発振してミキサ１４２へ出力する。ミキサ１４２は、分岐部１１５から出力された送信信号と、局部発振回路１４１から出力された信号と、を乗算してＩＦバンドパスフィルタ１４３へ出力する。

ここで、ミキサ１４２によって乗算して出力された送信信号は、分岐部１１５から出力された送信信号の周波数（２１４０ＭＨｚ）と、局部発振回路１４１から出力された信号の周波数（ｆ２）と、の和の成分と差の成分とを含んでいる。また、送信信号に含まれていた受信信号と同じ帯域（１９５０±３０ＭＨｚ）のノイズは、和の成分（１９５０＋ｆ２±３０ＭＨｚ）と差の成分（ｆ１±３０ＭＨｚ）とに変換される。

ＩＦバンドパスフィルタ１４３は、ミキサ１４２から出力された送信信号のうち、ＩＦバンドパスフィルタ１３６が通過させる帯域と同じ帯域（ｆ１±１０ＭＨｚ）の信号成分のみを抽出してＡＤコンバータ１４４へ出力する。すなわち、ＩＦバンドパスフィルタ１４３は、送信信号に含まれる、受信信号の処理帯域と同じ帯域（ｆ１±１０ＭＨｚ）のノイズ成分を抽出する。これによりノイズ成分がダウンコンバートした状態で抽出される。

ＡＤ（Ａｎａｌｏｇ−Ｄｉｇｉｔａｌ）コンバータ１４４は、ＩＦバンドパスフィルタ１４３から出力されたノイズ成分をデジタル信号に変換して信号調整部１４５へ出力する。信号調整部１４５は、位相反転部１４５ａを備えている。位相反転部１４５ａは、ＡＤコンバータ１４４から出力されたノイズ成分の位相を反転させてＤＡコンバータ１４６へ出力する。

信号調整部１４５は、たとえばＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）などのデジタル回路によって構成されている。ＤＡコンバータ１４６は、信号調整部１４５から出力された信号成分をアナログ信号に変換して信号合成部１３７へ出力する。

また、信号調整部１４５は、振幅調整部１４５ｂおよび遅延調整部１４５ｃを備えている。振幅調整部１４５ｂおよび遅延調整部１４５ｃは、ノイズ成分のキャリブレーション（調整）を行う。振幅調整部１４５ｂは、ＡＤコンバータ１４４から出力されたノイズ成分の振幅を調整し、分岐部１１５からデュープレクサ１２１を経由して信号合成部１３７へ回り込む送信信号のノイズ成分の振幅と同じ振幅にする。

具体的には、振幅調整部１４５ｂは、電力測定部１５１によって測定されるノイズ成分の電力の情報を電力測定部１５１から取得する。そして、振幅調整部１４５ｂは、取得した情報に基づいて、ノイズ成分の電力が最小となるように、ＡＤコンバータ１４４から出力されたノイズ成分の振幅を調整する。

遅延調整部１４５ｃは、ＡＤコンバータ１４４から出力された信号成分に対して遅延を与える。これにより、遅延調整部１４５ｃは、分岐部１１５からデュープレクサ１２１を経由して信号合成部１３７へ回り込む送信信号のノイズ成分と、分岐部１１５から信号調整部１４５を経由して信号合成部１３７へ出力される送信信号のノイズ成分と、の信号合成部１３７に到達する時刻を一致させる。

具体的には、遅延調整部１４５ｃは、電力測定部１５１によって測定されるノイズ成分の電力の情報を取得する。そして、遅延調整部１４５ｃは、取得した情報に基づいて、ノイズ成分の電力が最小となるように、ＡＤコンバータ１４４から出力された信号成分に対して遅延を与える。

上述したキャリブレーションは、ノイズ成分が受信信号に埋もれて強度測定できないことを回避するために、電力測定部１５１に入力される受信信号の強度が低い状態で行うことが望ましい。たとえば、無線通信装置１００の製造段階でアンテナ１２２を取り付ける前など、電力測定部１５１に受信信号が入力されていない時点でキャリブレーションを行う。これにより、ノイズ成分の強度を精度よく測定しつつキャリブレーションを行うことができる。

また、たとえばフィルタ１２１ｂ内部の受信経路にスイッチを設け、アンテナ１２２から電力測定部１５１へ出力される受信信号を遮断可能な構成とすれば、運用中であっても受信信号を一時的に遮断した状態でキャリブレーションを行うことができる。また、アンテナ１２２が受信する受信信号強度を監視する測定部（第２測定手段）を設け、電波状態が劣化した場合など受信信号の強度がしきい値以下になった場合にキャリブレーションを行う構成としてもよい。

図２は、実施の形態１にかかる無線通信装置における送信信号を示す図である。図２において、横軸は送信信号の周波数（ｆ）を示している。縦軸は、送信信号の電力（Ｗ）を示している。符号２００は、無線通信装置１００が送信する２１４０±１０ＭＨｚの送信信号を示している。図２に示すように、送信信号２００には２１４０±１０ＭＨｚ以外の周波数帯域のノイズ２１０が含まれている。

このノイズ２１０には、無線通信装置１００が受信する受信信号と同じ帯域である、１９５０±３０ＭＨｚのノイズ２１１も含まれている。このノイズ２１１は、デュープレクサ１２１から受信部１３０へ回り込む。また、このノイズ２１１（以下、「回り込みノイズ」）は受信信号と同じ帯域であるため、受信信号とともにＲＦバンドパスフィルタ１３２およびＩＦバンドパスフィルタ１３６を通過して信号合成部１３７へ出力される。

これに対して、無線通信装置１００は、分岐した送信信号２００からノイズ２１１を抽出して位相反転させ、位相反転させたノイズ２１１（以下、「キャンセル信号」）を受信信号と合成する構成である。このため、無線通信装置１００は、受信信号に含まれる回り込みノイズをキャンセルすることができる。

また、受信部１３０は受信信号をＩＦ帯にダウンコンバートし、キャンセル信号生成部１４０も送信信号２００をＩＦ帯にダウンコンバートする。これにより、回り込みノイズとキャンセル信号とがともにＩＦ帯となり、回り込みノイズとキャンセル信号とを互いに逆相同振幅の信号とすることが容易になる。これにより、ノイズキャンセル動作を精度よく行うことができる。

なお、以上の説明においては、局部発振回路１４１が局部発振回路１３３が発振する信号と同じ周波数（ｆ２）の信号を発振する構成について説明したが、局部発振器１４１は、たとえばｆ２±６０ＭＨｚ程度の可変な周波数の信号を発振する構成としてもよい。

これにより、局部発振回路１４１およびミキサ１４２は、分岐部１１５から出力された送信信号に含まれる広範囲な帯域のノイズをｆ１±１０ＭＨｚに変換することができる。このため、キャンセル信号生成部１４０は、送信信号に含まれる広範囲な帯域のノイズによってキャンセル信号を生成することができる。

また、送信信号２００全体をダウンコンバートしてからノイズ２１１を抽出する構成について説明したが、本発明においては、結果的にノイズ２１１をダウンコンバートして抽出できればよい。たとえば、ミキサ１４２の前段に１９５０±３０ＭＨｚの信号成分のみを通過させるフィルタを設ける構成としてもよい。これにより、ダウンコンバート前の送信信号２００からノイズ２１１を抽出し、抽出したノイズ２１１を局部発振回路１４１およびミキサ１４２によってダウンコンバートすることができる。

また、分岐部１１５をデュープレクサ１２１の前段に設けて送信信号を分岐する構成について説明したが、送信信号を分岐する位置はこれに限られない。たとえば、デュープレクサ１２１とアンテナ１２２との間に分岐部１１５を設け、デュープレクサ１２１からアンテナ１２２へ出力される送信信号を分岐する構成としてもよい。

また、信号調整部１４５をキャンセル信号生成部１４０に設け、キャンセル信号の振幅および遅延を調整する構成について説明したが、信号調整部１４５の位置はこれに限らない。たとえば、振幅調整部１４５ｂおよび遅延調整部１４５ｃを受信部１３０に設け、受信信号の振幅および遅延を調整する構成としてもよい。

図３は、実施の形態１にかかる無線通信装置の構成の変形例を示すブロック図である。図３において、図１に示した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。図３に示すように、実施の形態１にかかる無線通信装置１００は、上述した局部発振回路１３３および局部発振回路１４１に代えて、局部発振回路３１０（発振回路）を備えていてもよい。

局部発振回路３１０は、周波数ｆ２の信号を発振してミキサ１３４およびミキサ１４２へ出力する。ミキサ１３４は、ＲＦバンドパスフィルタ１３２から出力された受信信号と、局部発振回路３１０から出力された信号と、を乗算してローノイズアンプ１３５へ出力する。ミキサ１４２は、分岐部１１５から出力された送信信号と、局部発振回路３１０から出力された信号と、を乗算してＩＦバンドパスフィルタ１４３へ出力する。

上述した局部発振回路１３３およびミキサ１３４と、局部発振回路１４１およびミキサ１４２と、は同様のダウンコンバートを行う回路であるため、局部発振回路１３３および局部発振回路１４１は同じ周波数の信号を発振する。このため、局部発振回路１３３および局部発振回路１４１を一つの局部発振回路３１０とすることができる。

このように、実施の形態１にかかる無線通信装置１００によれば、送信信号から、受信信号と同じ帯域のノイズ成分をキャンセル信号として抽出し、受信信号とキャンセル信号を合成することで、受信信号に含まれる回り込みノイズをキャンセルすることができる。

したがって、デュープレクサ１２１内部の共振器の数を増加させることなく受信部１３０における受信感度を向上させることができる。このため、実施の形態１にかかる無線通信装置１００によれば、装置を大型化させることなく受信感度および電力効率を向上させることができる。

また、実施の形態１にかかる無線通信装置１００によれば、受信信号とキャンセル信号とをダウンコンバートして合成するため、受信信号に含まれる回り込みノイズとキャンセル信号とを互いに逆相同振幅の信号とすることが容易になる。これにより、ノイズキャンセル動作を精度よく行うことができる。

また、実施の形態１にかかる無線通信装置１００によれば、信号調整部１４５がデジタル回路によって構成されているため、キャリブレーションをデジタル処理により精度よく高速に行うことができる。また、信号調整部１４５をデジタル回路によって構成することによって装置の小型化および耐久性向上を図ることができる。

また、実施の形態１にかかる無線通信装置１００によれば、局部発振器１４１が可変な周波数の信号を発振する構成とすることで、送信信号に含まれる広範囲な帯域のノイズによってキャンセル信号を生成することができる。

また、実施の形態１にかかる無線通信装置１００の変形例によれば、局部発振回路１３３および局部発振回路１４１に代えて局部発振回路３１０を備えることで、局部発振回路を減らすことができる。このため、上述した効果を奏するとともに装置の小型化を図ることができる。

（実施の形態２）
図４は、実施の形態２にかかる無線通信装置の構成を示すブロック図である。図４において、図３に示した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。図４に示すように、実施の形態２にかかる無線通信装置１００は、信号合成部１３７、信号調整部１４５および電力測定部１５１がＦＰＧＡなどのデジタル回路４１０によって構成されている。ＩＦバンドパスフィルタ１３６は、抽出した受信信号をＡＤコンバータ１３８へ出力する。

ＡＤコンバータ１３８は、ＩＦバンドパスフィルタ１３６から出力された受信信号をデジタル信号に変換して信号合成部１３７へ出力する。信号調整部１４５は、キャンセル信号をデジタル信号のまま信号合成部１３７へ出力する。信号合成部１３７は、ＡＤコンバータ１３８から出力された受信信号と、信号調整部１４５から出力されたキャンセル信号と、を合成して電力測定部１５１へ出力する。電力測定部１５１は、信号合成部１３７から出力された受信信号の電力を測定する。

このように、実施の形態２にかかる無線通信装置１００によれば、キャンセル信号をデジタル信号のまま受信信号に合成することができる。これにより、上述した実施の形態１の効果を奏するとともに、ノイズキャンセル動作をデジタル処理によってより精度よく高速に行うことができる。また、信号合成部１３７、信号調整部１４５および電力測定部１５１をデジタル回路４１０によって構成することで、装置のさらなる小型化および耐久性向上を図ることができる。

（実施の形態３）
図５は、実施の形態３にかかる無線通信装置の構成を示すブロック図である。図５において、図４に示した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。図５に示すように、実施の形態３にかかる無線通信装置１００は、送信制御回路（ＴＸ ＬＳＩ：Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）５１０と、分岐部５２１と、局部発振回路５２２と、スイッチ（ＳＷ）５２３と、ミキサ５２４と、ローノイズアンプ５２５と、ＡＤコンバータ５２６と、を備えている。

送信制御回路５１０、送信部１１０、分岐部５２１、局部発振回路５２２、スイッチ５２３、ミキサ５２４、ローノイズアンプ５２５およびＡＤコンバータ５２６は、ＤＰＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｐｒｅ−Ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ）フィードバックループ５００を構成している。

送信制御回路５１０は、送信データを生成し、ＤＡコンバータ１１１へ出力する。また、送信制御回路５１０は、ＡＤコンバータ５２６から出力される送信信号を監視し、送信信号の歪み特性と逆の特性を、ＤＡコンバータ１１１へ出力する送信データに与える。分岐部５２１は、分岐部１１５から出力される送信信号を分岐して、分岐した送信信号の一方をミキサ１４２へ出力し、分岐した送信信号の他方をミキサ５２４へ出力する。

局部発振回路５２２（第２発振回路）は、ここでは周波数ｆ３（≠ｆ２，所定周波数）の信号と、周波数ｆ２の信号と、を切り替えて発振してスイッチ５２３へ出力する。スイッチ５２３は、局部発振回路５２２から出力された周波数ｆ３の信号をミキサ５２４へ出力し、周波数ｆ２の信号をミキサ１４２へ出力する。ミキサ１４２は、分岐部５２１から出力された送信信号と、スイッチ５２３から出力された信号と、を乗算してＩＦバンドパスフィルタ１４３へ出力する。

ミキサ５２４は、分岐部５２１から出力された送信信号と、スイッチ５２３から出力された信号と、を乗算してローノイズアンプ５２５へ出力する。ここで、ミキサ５２４によって乗算して出力された送信信号は、分岐部５２１から出力された送信信号の周波数（２１４０ＭＨｚ）と、局部発振回路５２２から出力された信号の周波数（ｆ３）と、の和の成分（２１４０＋ｆ３±１０ＭＨｚ）と差の成分（２１４０−ｆ３±１０ＭＨｚ（第３周波数帯域））とを含んでいる。

ローノイズアンプ５２５は、ミキサ５２４から出力された送信信号を増幅してＡＤコンバータ５２６へ出力する。ＡＤコンバータ５２６は、ローノイズアンプ５２５から出力された送信信号をデジタル信号に変換して送信制御回路５１０へ出力する。これにより、送信信号の歪み特性の情報を送信制御回路５１０へフィードバックすることができる。

このように、実施の形態３にかかる無線通信装置１００によれば、上述した各実施の形態の効果を奏するとともに、ＤＰＤループ５００によって送信信号の歪み特性を自動的に補償することができる。また、ＤＰＤループ５００の局部発振回路５２２をキャンセル信号生成部１４０の局部発振回路としても用いることで、局部発振回路を減らすことができ、装置の小型化を図ることができる。

なお、ここでは局部発振回路５２２をキャンセル信号生成部１４０の局部発振回路としても用いる構成について説明したが、局部発振回路５２２を受信部１３０の局部発振回路１３３として用いる構成としてもよい。また、局部発振回路５２２をキャンセル信号生成部１４０の局部発振回路および受信部１３０の局部発振回路１３３として用いる構成としてもよい。これにより、局部発振回路をさらに減らすことができる。

（実施の形態４）
図６は、実施の形態４にかかる無線通信装置の構成を示すブロック図である。図６において、図５に示した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。図６に示すように、実施の形態４にかかる無線通信装置１００においては、上述したキャンセル信号生成部１４０の一部が、ＤＰＤループ５００の構成と一体的に構成されている。

局部発振回路５２２は、ここでは周波数ｆ３の信号と、周波数ｆ２の信号と、を切り替えて発振してミキサ５２４へ出力する。ミキサ５２４（乗算手段）は、分岐部１１５から出力された送信信号と、局部発振回路５２２から出力された信号と、を乗算してローノイズアンプ５２５へ出力する。

ここで、局部発振回路５２２が周波数ｆ３の信号を発振する場合、ミキサ５２４によって乗算して出力された送信信号は、分岐部１１５から出力された送信信号の周波数（２１４０ＭＨｚ）と、局部発振回路５２２から出力された信号の周波数（ｆ３）と、の和の成分（２１４０ＭＨｚ＋ｆ３）と差の成分（２１４０ＭＨｚ−ｆ３）とを含んでいる。

また、局部発振回路５２２が周波数ｆ２の信号を発振する場合、ミキサ５２４によって乗算して出力された送信信号は、分岐部１１５から出力された送信信号の周波数（２１４０ＭＨｚ）と、局部発振回路５２２から出力された信号の周波数（ｆ２）と、の和の成分と差の成分とを含んでいる。

また、送信信号に含まれていた受信信号の周波数と同じ帯域（１９５０±３０ＭＨｚ）のノイズは、和の成分（１９５０＋ｆ２±３０ＭＨｚ）と差の成分（ｆ１±３０ＭＨｚ）とに変換される。ローノイズアンプ５２５は、ミキサ５２４から出力された送信信号を増幅してＩＦバンドパスフィルタ６１０へ出力する。

ＩＦバンドパスフィルタ６１０は、ローノイズアンプ５２５から出力された送信信号のうち、局部発振回路５２２が周波数ｆ３の信号を発振する場合の差の成分（２１４０ＭＨｚ−ｆ３）と、局部発振回路５２２が周波数ｆ２の信号を発振する場合のノイズの差の成分（ｆ１±１０ＭＨｚ）と、を抽出する。

ＩＦバンドパスフィルタ６１０は、抽出した信号成分をＡＤコンバータ５２６へ出力する。ＡＤコンバータ５２６は、ＩＦバンドパスフィルタ６１０から出力された信号成分をデジタル信号に変換して送信制御回路５１０へ出力する。送信制御回路５１０は、ＡＤコンバータ５２６から出力された信号成分の経路を切り替えるスイッチ６２０（経路スイッチ）を備えている。

スイッチ６２０は、送信制御回路５１０の制御により、局部発振回路５２２が周波数ｆ３の信号を発振する場合、図の点線のように経路を切り替え、ＡＤコンバータ５２６から出力される送信信号をＤＰＤループ５００へ出力する。これにより、送信信号の歪み特性の情報を送信制御回路５１０へフィードバックすることができる。また、スイッチ６２０は、局部発振回路５２２が周波数ｆ２の信号を発振する場合、図の実線のように経路を切り替え、ＡＤコンバータ５２６から出力されるノイズ成分を信号調整部１４５へ出力する。

信号調整部１４５は、スイッチ６２０から出力されるノイズ成分を調整する。これにより、上述した実施の形態と同様に、送信信号から、受信信号と同じ帯域のノイズ成分をキャンセル信号として抽出し、受信信号とキャンセル信号を合成することで、受信信号に含まれる回り込みノイズをキャンセルすることができる。

図７は、実施の形態４にかかる無線通信装置の構成の変形例を示すブロック図である。図７において、図６に示した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。図７に示すように、実施の形態４にかかる無線通信装置１００においては、局部発振回路５２２は、周波数ｆ３の信号のみを発振する構成としてもよい。ここでは、無線通信装置１００は、周波数変換部７１０（第３変換手段）を備えている。

スイッチ６２０は、送信制御回路５１０の制御により、ＤＰＤループ５００を動作させる場合、図の点線のように経路を切り替え、ＡＤコンバータ５２６から出力される送信信号をＤＰＤループ５００へ出力する。また、スイッチ６２０は、キャンセル信号生成部１４０を動作させる場合、図の実線のように経路を切り替え、ＡＤコンバータ５２６から出力される送信信号を周波数変換部７１０へ出力する。

周波数変換部７１０は、ＡＤコンバータ５２６から出力される２１４０ＭＨｚ−ｆ３の送信信号を、ｆ１±１０ＭＨｚの帯域に変換する。周波数変換部７１０は、帯域を変換した送信信号をノイズ成分として信号調整部１４５へ出力する。ここでは、周波数変換部７１０は、数値制御発振回路（ＮＣＯ：Ｎｕｍｅｒｉｃａｌｌｙ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒｓ）によって構成されている。信号調整部１４５は、周波数変換部７１０から出力されたノイズ成分を反転させ、振幅および遅延の調整を行う。

なお、この変形例においては、スイッチ６２０を分岐部（第２分岐手段）に替え、分岐部は、ＡＤコンバータ５２６から出力される送信信号を分岐してそれぞれＤＰＤループ５００およびキャンセル信号生成部１４０へ出力する構成としてもよい。この構成により、ＤＰＤループ５００による歪み補償動作とキャンセル信号生成部１４０によるノイズキャンセル動作とを同時に行うことができる。

このように、実施の形態４にかかる無線通信装置１００によれば、キャンセル信号生成部１４０の一部を、ＤＰＤループ５００の構成と一体的に構成することができる。このため、上述した各実施の形態の効果を奏するとともに、回路素子を減らすことができ、装置の小型化を図ることができる。

以上説明したように、この発明にかかる無線通信装置によれば、送信信号からキャンセル信号を生成し、受信信号とキャンセル信号を合成することで、受信信号に含まれる回り込みノイズをキャンセルすることができる。これにより、デュープレクサ内部の共振器の数を増加させることなく受信感度を向上させることができる。このため、装置を大型化させることなく受信感度および電力効率を向上させることができる。

（付記１）アンテナ共有器を介して信号の送信および受信を行う無線通信装置において、
前記アンテナ共有器を介して送信される送信信号の一部を分岐する分岐手段と、
前記アンテナ共有器を介して受信した第１周波数帯域の受信信号を、当該第１周波数帯域より低い第２周波数帯域に変換する変換手段と、
前記分岐手段によって分岐された送信信号に含まれる前記第１周波数帯域のノイズ成分を、前記第２周波数帯域に変換して抽出する抽出手段と、
前記抽出手段によって抽出されたノイズ成分の位相を反転させる反転手段と、
前記変換手段によって変換された受信信号と前記反転手段によって反転したノイズ成分とを合成する合成手段と、
を備えることを特徴とする無線通信装置。

（付記２）前記合成手段によって合成された合成信号の強度を測定する測定手段をさらに備え、
前記測定手段によって測定される前記合成信号の強度が最小となるように前記受信信号および前記ノイズ成分の少なくとも一方の調整を行う調整手段をさらに備えることを特徴とする付記１に記載の無線通信装置。

（付記３）前記調整手段は、前記調整として、前記合成信号の強度が最小となるように前記受信信号および前記ノイズ成分の少なくとも一方に対して遅延を与えることを特徴とする付記２に記載の無線通信装置。

（付記４）前記調整手段は、前記調整として、前記合成信号の強度が最小となるように前記受信信号および前記ノイズ成分の少なくとも一方の振幅を調整することを特徴とする付記２または３に記載の無線通信装置。

（付記５）前記アンテナ共有器を介して受信する受信信号を遮断するスイッチをさらに備え、
前記調整手段は、前記スイッチによって前記受信信号が遮断されているときに前記調整を行うことを特徴とする付記２〜４のいずれか一つに記載の無線通信装置。

（付記６）前記アンテナ共有器を介して受信する受信信号の強度を測定する第２測定手段をさらに備え、
前記調整手段は、前記受信信号の強度がしきい値以下のときに前記調整を行うことを特徴とする付記２〜５のいずれか一つに記載の無線通信装置。

（付記７）前記抽出手段によって抽出されたノイズ成分をデジタル信号に変換するデジタル変換手段をさらに備え、
前記反転手段は、デジタル処理によって前記ノイズ成分の位相を反転させることを特徴とする付記１〜６のいずれか一つに記載の無線通信装置。

（付記８）前記調整手段は、デジタル処理によって前記ノイズ成分の調整を行うことを特徴とする付記２〜７のいずれか一つに記載の無線通信装置。

（付記９）前記変換手段によって変換された受信信号を復調してデジタル信号に変換する復調手段をさらに備え、
前記合成手段は、前記復調手段によってデジタル信号に変換された受信信号と前記反転手段によって反転したノイズ成分とを合成し、
前記反転手段、測定手段、調整手段および合成手段はＦＰＧＡによって構成されていることを特徴とする付記８に記載の無線通信装置。

（付記１０）前記変換手段は、前記受信信号を、前記第１周波数帯域と第２周波数帯域との差分の周波数の信号と乗算することで前記第２周波数帯域に変換し、
前記抽出手段は、前記ノイズ成分を、前記差分の周波数の信号と乗算することで前記第２周波数帯域に変換することを特徴とする付記１〜９のいずれか一つに記載の無線通信装置。

（付記１１）前記差分の周波数を含む可変な周波数の信号を発振する発振回路をさらに備え、
前記抽出手段は、前記発振回路が発振した信号を乗算することを特徴とする付記１０に記載の無線通信装置。

（付記１２）前記差分の周波数の信号を発振する発振回路をさらに備え、
前記変換手段および抽出手段は、前記発振回路が発振した信号を乗算することを特徴とする付記１０に記載の無線通信装置。

（付記１３）前記アンテナ共有器を介して送信される送信信号を所定周波数の信号と乗算して第３周波数帯域に変換する第２変換手段と、
前記第２変換手段によって変換された送信信号の歪み特性を監視し、当該歪み特性に基づいて、前記アンテナ共有器を介して送信される送信信号の歪みを補償する歪み補償手段とをさらに備えることを特徴とする付記１０〜１２のいずれか一つに記載の無線通信装置。

（付記１４）前記差分の周波数の信号と前記所定周波数の信号とを切り替えて発振する第２発振回路をさらに備え、
前記第２変換手段は、前記第２発振回路が発振した前記所定周波数の信号を乗算し、
前記変換手段および抽出手段の少なくとも一方は、前記第２発振回路が発振した前記差分の周波数の信号を乗算することを特徴とする付記１３に記載の無線通信装置。

（付記１５）前記抽出手段および第２変換手段は、
前記分岐手段によって分岐された送信信号に対して、前記差分の周波数の信号と前記所定周波数の信号とを切り替えて乗算する乗算手段と、
前記乗算手段によって乗算された送信信号のうち、前記第２周波数帯域のノイズ成分と前記第３周波数帯域の送信信号とを抽出するフィルタと、
によって構成されていることを特徴とする付記１３に記載の無線通信装置。

（付記１６）前記乗算手段の信号の切替に応じて、前記抽出手段によって抽出された前記第２周波数帯域のノイズ成分を前記合成手段へ出力し、前記第３周波数帯域の送信信号を前記歪み補償手段へ出力する経路スイッチをさらに備えることを特徴とする付記１５に記載の無線通信装置。

（付記１７）前記抽出手段および第２変換手段は、
前記分岐手段によって分岐された送信信号に対して前記所定周波数の信号を乗算する乗算手段と、
前記乗算手段によって乗算された送信信号のうち、前記第２周波数帯域のノイズ成分と前記第３周波数帯域の送信信号とを抽出するフィルタと、
前記フィルタによって抽出されたノイズ成分の周波数帯域を前記第２周波数帯域に変換する第３変換手段と、
によって構成されていることを特徴とする付記１３に記載の無線通信装置。

（付記１８）前記抽出手段によって抽出された信号成分を分岐し、分岐した信号成分を前記第３変換手段と歪み補償手段とへ出力する第２分岐手段をさらに備えることを特徴とする付記１７に記載の無線通信装置。

以上のように、この発明にかかる無線通信装置は、アンテナ共有器を介して信号の送信および受信を行う基地局装置や端末装置に有用であり、特に、装置の小型化を図る場合に適している。

実施の形態１にかかる無線通信装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態１にかかる無線通信装置における送信信号を示す図である。 実施の形態１にかかる無線通信装置の構成の変形例を示すブロック図である。 実施の形態２にかかる無線通信装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態３にかかる無線通信装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態４にかかる無線通信装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態４にかかる無線通信装置の構成の変形例を示すブロック図である。 従来の無線通信装置の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１００ 無線通信装置
１１０ 送信部
１１１，１４６ ＤＡコンバータ
１１２，１３３，１４１，３１０，５２２ 局部発振回路
１１３ 直交変調器
１１４ パワーアンプ
１１５，５２１ 分岐部
１２１ デュープレクサ
１２２ アンテナ
１３０ 受信部
１３１，１３５，５２５ ローノイズアンプ
１３２ ＲＦバンドパスフィルタ
１３４，１４２，５２４ ミキサ
１３６，１４３ ＩＦバンドパスフィルタ
１３７ 信号合成部
１３８，１４４，５２６ ＡＤコンバータ
１４０ キャンセル信号生成部
２００ 送信信号
２１０，２１１ ノイズ
４１０ デジタル回路
５００ ＤＰＤフィードバックループ
５１０ 送信制御回路
７１０ 周波数変換部

Claims (5)

1. アンテナ共有器を介して信号の送信および受信を行う無線通信装置において、
   前記アンテナ共有器を介して送信される送信信号の一部を分岐する分岐手段と、
   前記アンテナ共有器を介して受信した第１周波数帯域の受信信号を、当該第１周波数帯域より低い第２周波数帯域に変換する変換手段と、
   前記分岐手段によって分岐された送信信号に含まれる前記第１周波数帯域のノイズ成分を、前記第２周波数帯域に変換して抽出する抽出手段と、
   前記抽出手段によって抽出されたノイズ成分の位相を反転させる反転手段と、
   前記変換手段によって変換された受信信号と前記反転手段によって反転したノイズ成分とを合成する合成手段と、
   を備えることを特徴とする無線通信装置。
2. 前記合成手段によって合成された合成信号の強度を測定する測定手段をさらに備え、
   前記測定手段によって測定される前記合成信号の強度が最小となるように前記受信信号および前記ノイズ成分の少なくとも一方の調整を行う調整手段をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
3. 前記調整手段は、前記調整として、前記合成信号の強度が最小となるように前記受信信号および前記ノイズ成分の少なくとも一方に対して遅延を与えることを特徴とする請求項２に記載の無線通信装置。
4. 前記抽出手段によって抽出されたノイズ成分をデジタル信号に変換するデジタル変換手段をさらに備え、
   前記反転手段は、デジタル処理によって前記ノイズ成分の位相を反転させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の無線通信装置。
5. 前記変換手段は、前記受信信号を、前記第１周波数帯域と第２周波数帯域との差分の周波数の信号と乗算することで前記第２周波数帯域に変換し、
   前記抽出手段は、前記ノイズ成分を、前記差分の周波数の信号と乗算することで前記第２周波数帯域に変換することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の無線通信装置。

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