JP2013046365A - 無線送信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】無線送信装置において、歪補償即応性を確保して回路規模の小型化が可能となることを目的とする。
【解決手段】複数系統の増幅器と、複数系統の歪補償回路と、複数系統の変調回路を備え、複数系統の送信データそれぞれに対する増幅器の出力信号を互いに異なる周波数の中間周波信号に変換して多重したデジタル多重信号を出力する共用回路と、共用回路の出力するデジタル多重信号を復調して多重データを得る復調回路と、多重データから前記複数系統のフィードバック送信データそれぞれを抽出する複数系統のフィルタ回路と、を有し、複数系統の送信データそれぞれと前記複数系統のフィードバック送信データそれぞれとの誤差に応じて前記複数系統の歪補償回路における前記逆特性の更新を行う。
【選択図】 図２

Description

本発明は、複数の送信系統を有する無線送信装置に関する。

近頃の移動体通信システムでは、高速データ通信を実現する１つの方法として、複数のアンテナ、送信回路を用いたＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｏｕｔｐｕｔ）伝送技術の適用が求められている。この場合、無線送信装置は複数系統の送信系統を有する。

また、移動体通信に利用される無線送信装置では高い電力効率が求められる。しかし、電力増幅器の線形性と電力効率は一般に相反する特性であり、電力増幅器を線形性の高い領域で使用すると電力効率は低くなり、電力効率を高くするためには電力増幅器を線形性の低い領域で使用しなければならない。電力増幅器の線形性と電力効率を両立させるための歪補償方法の一つとしてプリディストーション方式が知られている。プリディストーション方式は、電力増幅器の入力信号に対して増幅器の歪み特性と逆の特性を予め付加しておくことで電力増幅器の出力において歪みのない所望信号を得る方法である。

図１は従来の２系統の送信系統を有する無線送信装置の一例の構成図を示す。図１において、ベースバンド処理回路１１は、図示しない上位装置からの送信データ授受、及び、２系統で送信する送信データＩ，Ｑの生成を行う。送信１系の歪補償回路２１は複素乗算回路２１１、アドレス生成部２１２、遅延回路２１３、加算回路２１４、ＬＵＴ（Ｌｏｏｋ Ｕｐ Ｔａｂｌｅ）２１５を有している。同様に、送信２系の歪補償回路２２は複素乗算回路２２１、アドレス生成部２２２、遅延回路２２３、加算回路２２４、ＬＵＴ２２５を有している。

アドレス生成部２１２は送信データの振幅等からＬＵＴ２１５のアドレスを生成してＬＵＴ２１５に供給する。遅延回路２１３は送信データを所定期間遅延して加算回路２１４に供給する。これにより、ＬＵＴ２１５からはアドレスに応じた歪補償係数が読み出され複素乗算回路２１１に供給される。複素乗算回路２１１は送信データＩ，Ｑに歪補償係数を複素乗算することでプリディストーション信号を生成してフォワード回路３１に供給する。加算回路２１４は遅延回路２１３にて時間合わせして供給される送信データと直交復調回路７２からフィードバックされたデータとを減算して誤差データを生成し、誤差データに応じてＬＵＴ２１５の更新を行う。送信２系の歪補償回路２２は送信１系の歪補償回路２１と同様の動作を行う。

送信１系のフォワード回路３１はＤ／Ａ変換器３１１、直交変調器３１２、電力増幅器３１３、方向性結合器３１４を有している。同様に、送信２系のフォワード回路３２はＤ／Ａ変換器３２１、直交変調器３２２、電力増幅器３２３、方向性結合器３２４を有している。

歪補償回路２１の出力するプリディストーション信号はＤ／Ａ変換器３１１でアナログ化されて直交変調器３１２に供給される。直交変調器３１２はフォワード用発振器５１から供給される搬送波をプリディストーション信号で直交変調することで、位相変調処理及び無線周波数信号への変換処理を行う。直交変調器３１２から出力される被変調信号つまり送信信号は電力増幅器３１３で電力増幅されたのち、方向性結合器３１４を経てアンテナ４１から送信される。フォワード回路３２はフォワード回路３１と同様の動作を行い、送信信号はアンテナ４２から送信される。

送信１系のフィードバック回路６１は周波数変換部６１１とＡ／Ｄ変換器６１２を有している。同様に、送信２系のフィードバック回路６２は周波数変換部６２１とＡ／Ｄ変換器６２２を有している。周波数変換部６１１は方向性結合器３１４から供給される送信信号の一部つまり送信１系フィードバック信号ＦＢ１をフィードバック用発振器７１で発生されたローカル信号を用いて中間周波数信号ＩＦ１に変換する。この中間周波数信号ＩＦ１はＡ／Ｄ変換器６１２でデジタル化されて直交復調回路７２に供給される。直交復調回路７２は中間周波数信号ＩＦ１の直交復調を行って得たデータＩ，Ｑを加算回路２１４にフィードバックする。送信２系のフィードバック回路６２及び直交復調回路７３はフィードバック回路６１及び直交復調回路７２と同様の動作を行う。

ところで、帰還信号と対応する参照信号とを送信系統毎に時分割に切り替えて歪補償係数を算出し、２系統の送信フィードバック信号を共用化し回路規模の増加を抑えた送信機が提案されている（例えば特許文献１参照）。

また、フィードバック中間周波数信号と受信中間周波数信号とを合成した後にＡ／Ｄ変換し、デジタル合成信号が歪補正処理回路と受信処理回路それぞれに入力されて、歪補正及び受信データ生成を行う技術が提案されている（例えば特許文献２参照）。

特開２０１０‐４１４７０号公報 特開２００７‐１９７０３号公報

しかしながら、図１に示す２系統送信装置では、歪補償回路を含めた送信処理回路が送信１系統の場合に比べて２倍の回路規模となるため、装置の大型化や消費電力増加及びコスト増加という問題があった。

また、特許文献１に記載された技術では、２系統の帰還信号をスイッチ回路で切り替え時分割することでフィードバック回路を共用し、２系統の歪補償処理を時分割で実施して、回路規模及び消費電力増加を抑制している。しかし、初期歪補償処理において一方の歪補償処理が完了するまでもう一方の歪補償動作ができず、２系統分の初期歪補償処理が完了する時間が単純に２倍となる。また、初期歪補償処理後の歪補償監視動作において一方の歪補償動作を監視／補正しているときに、もう一方の送信データに変動があった場合に歪補償処理の即時追従が不可能であるため、歪補償特性の収束性に問題がある。更には、スイッチ回路で選択された送信系の帰還信号に対して、もう一方の帰還信号が影響しないようにするためにスイッチ回路のアイソレーションを十分にとる必要があり、高性能のスイッチ回路を用いることによるコスト増加の問題があった。

また、特許文献２に記載された技術では、フィードバック中間周波数信号と受信中間周波数信号を合成してＡ／Ｄ変換したのち、歪補正用直交復調回路と受信用直交復調回路のそれぞれで復調し、歪補償系へのフィードバックベースバンド信号と受信ベースバンド信号とを生成している。このため、復調回路を２系統持つ必要があり、回路規模が大きくなるという問題があった。

開示の無線送信装置は、歪補償即応性を確保して回路規模の小型化が可能とすることを目的とする。

開示の一実施形態による無線送信装置は、複数系統の送信データそれぞれに対し、前記複数系統の増幅器と、前記送信データに前記増幅器の入力対出力特性の逆特性を予め与えて歪補償処理を行う前記複数系統の歪補償回路と、前記歪補償回路の出力を用いて変調を行う前記複数系統の変調回路を備え、前記複数系統の変調回路が出力する送信信号を前記複数系統の増幅器で増幅して前記複数系統のアンテナから送信すると共に、前記複数系統の増幅器の出力信号の一部を取り出して前記複数系統の歪補償回路にフィードバックして前記逆特性の更新を行う無線送信装置であって、
前記複数系統の送信データそれぞれに対する前記増幅器の出力信号を互いに異なる周波数の中間周波信号に変換して多重したデジタル多重信号を出力する共用回路と、
前記共用回路の出力するデジタル多重信号を復調して多重データを得る復調回路と、
前記多重データから前記複数系統のフィードバック送信データそれぞれを抽出する前記複数系統のフィルタ回路と、
を有し、
前記複数系統の送信データそれぞれと前記複数系統のフィードバック送信データそれぞれとの誤差に応じて前記複数系統の歪補償回路における前記逆特性の更新を行う。

本実施形態によれば、歪補償即応性を確保して回路規模の小型化が可能となる。

従来の２系統の送信系統を有する無線送信装置の一例の構成図である。 無線送信装置の第１実施形態の構成図である。 図２の各部の信号波形と出力イメージを示す図である。 無線送信装置の第２実施形態の構成図である。 無線送信装置の第３実施形態の構成図である。

以下、図面に基づいて実施形態を説明する。

＜第１実施形態＞
図２は２系統の送信系統を有する無線送信装置の第１実施形態の構成図を示す。図２において、図１と同一部分には同一符号を付す。図２において、ベースバンド処理回路１１は、図示しない上位装置からの送信データ授受、及び、２系統で送信する送信データＩ，Ｑの生成を行う。

送信１系の歪補償回路２１は複素乗算回路２１１、アドレス生成部２１２、遅延回路２１３、加算回路２１４、ＬＵＴ（Ｌｏｏｋ Ｕｐ Ｔａｂｌｅ）２１５を有している。同様に、送信２系の歪補償回路２２は複素乗算回路２２１、アドレス生成部２２２、遅延回路２２３、加算回路２２４、ＬＵＴ２２５を有している。

アドレス生成部２１２は送信データの振幅等からＬＵＴ２１５のアドレスを生成してＬＵＴ２１５に供給する。遅延回路２１３は送信データを所定期間遅延して加算回路２１４に供給する。これにより、ＬＵＴ２１５からはアドレスに応じた歪補償係数が読み出され複素乗算回路２１１に供給される。この歪補償係数は電力増幅器の入力対出力特性の逆特性を送信データに与え歪補償処理を行うためのものである。複素乗算回路２１１は送信データＩ，Ｑに歪補償係数を複素乗算することでプリディストーション信号を生成してフォワード回路３１に供給する。加算回路２１４は遅延回路２１３にて時間合わせして供給される送信データとベースバンド復調部８０からフィードバックされたデータとを減算して誤差データを生成し、誤差データに応じてＬＵＴ２１５の更新を行う。送信２系の歪補償回路２２は送信１系の歪補償回路２１と同様の動作を行う。

送信１系のフォワード回路３１はＤ／Ａ変換器３１１、直交変調器３１２、電力増幅器３１３、方向性結合器３１４を有している。同様に、送信２系のフォワード回路３２はＤ／Ａ変換器３２１、直交変調器３２２、電力増幅器３２３、方向性結合器３２４を有している。

歪補償回路２１の出力するプリディストーション信号はＤ／Ａ変換器３１１でアナログ化されて直交変調器３１２に供給される。直交変調器３１２はフォワード用発振器５１から供給される搬送波をプリディストーション信号で直交変調することで、位相変調処理及び無線周波数信号への変換処理を行う。直交変調器３１２から出力される被変調信号つまり送信信号は電力増幅器３１３で電力増幅されたのち、方向性結合器３１４を経てアンテナ４１から送信される。方向性結合器３１４は送信信号の一部を取り出してフィードバック信号ＦＢ１として出力する。フォワード回路３２はフォワード回路３１と同様の動作を行い、送信信号はアンテナ４２から送信される。

フィードバック共用回路６０は周波数変換部６０１，６０２、周波数合成部（ハイブリッド：ＨＹＢ）６０３、Ａ／Ｄ変換器６０４を有している。周波数変換部６０１は方向性結合器３１４から供給される送信信号の一部つまり送信１系フィードバック信号ＦＢ１をフィードバック用発振器７１１で発生されたローカル信号を用いて中間周波数信号ＦＢ−ＩＦ１に変換する。周波数変換部６０２は方向性結合器３２４から供給される送信信号の一部つまり送信２系フィードバック信号ＦＢ２をフィードバック用発振器７１２で発生されたローカル信号を用いて中間周波数信号ＦＢ−ＩＦ２に変換する。

ここで、フィードバック用発振器７１１から供給されるローカル信号ＦＢ−ＬＯ１とフィードバック用発振器７１２から供給されるローカル信号ＦＢ−ＬＯ２との関係は、Ａ／Ｄ変換器６０４のサンプリング周波数の１／４の周波数分の間隔とする。これにより、Ａ／Ｄ変換器６０４の有効帯域（サンプリング周波数の１／２）に均等に配置／合成された中間周波数を得ることができる。図３（Ａ）に周波数合成部６０３の出力波形を示す。

なお、例えばＡ／Ｄ変換器６０４のサンプリング周波数ＦＡＤＣを２４５．７６ＭＨｚとし、中間周波数信号ＦＢ−ＩＦ１，ＦＢ−ＩＦ２それぞれの帯域幅ＩＦ−ＢＷを１０ＭＨｚとすると、ＦＡＤＣ／４＝６１．４４ＭＨｚであり、ＩＦ−ＢＷ×６＝６０ＭＨｚであるので、ＦＡＤＣ／４≧ＩＦ−ＢＷ×６の関係になる。

１系及び２系の中間周波数信号ＦＢ−ＩＦ１，ＦＢ−ＩＦ２は周波数合成部６０３で周波数合成つまり周波数多重された後、Ａ／Ｄ変換器６０４にてデジタル化されてベースバンド復調部８０に供給される。

ベースバンド復調部８０は直交復調回路８１、フィルタ回路８２、ＮＣＯ（Ｎｅｍｅｒｉｃａｌｌｙ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒｓ）８３、乗算器８４、フィルタ回路８５、ＮＣＯ８６、乗算器８７を有している。

直交復調回路８１はＡ／Ｄ変換器６０４の出力するデジタル多重信号を一括でデジタル復調してベースバンド信号を生成する。なお、このベースバンド信号はＦＢ−ＩＦ１及びＦＢ−ＩＦ２が合成されたままの復調データである。フィルタ回路（ＦＩＬ）８２は送信１系のＦＢ−ＩＦ１に相当するフィードバックベースバンド信号ＦＢ−ＢＢ１のみを抽出つまり周波数選択し、フィルタ回路８５は送信２系のＦＢ−ＩＦ２に相当するフィードバックベースバンド信号ＦＢ−ＢＢ２のみ抽出する。

送信１系側はＮＣＯ８３及び乗算器８４により、フィードバックベースバンド信号ＦＢ−ＢＢ１をＡ／Ｄ変換器６０４のサンプリング周波数の１／４の周波数を中心周波数とするベースバンド信号に周波数変換つまり周波数シフトする。図３（Ｂ）に乗算器８４の出力イメージを示す。また、送信２系側はＮＣＯ８６及び乗算器８７により、フィードバックベースバンド信号ＦＢ−ＢＢ２をＡ／Ｄ変換器６０４のサンプリング周波数の１／４の周波数を中心周波数とするベースバンド信号に周波数変換つまり周波数シフトする。図３（Ｃ）に乗算器８７の出力イメージを示す。上記の周波数変換により送信１系と送信２系のベースバンド信号の中心周波数を同一としているために、以降のデジタル処理におけるクロックを共通化することができる。

乗算器８４の出力するベースバンド信号は歪補償回路２１に供給され、乗算器８７の出力するベースバンド信号は歪補償回路２２に供され、送信１系／送信２系それぞれで加算回路２１４，２２４でＬＵＴ２１５，２２５の歪補償係数の更新が行われる。

本実施形態によれば、送信１系及び送信２系におけるフィードバック信号の中間周波数信号を合成したのち、１つのＡ／Ｄ変換器６０４と１つの直交復調回路８１でベースバンド信号を復調する。これにて、送信１系及び送信２系の歪補償処理を同時に実行することができ、２系統の歪補償処理を時分割で実行する場合に比べて歪補償動作の収束性を確保できる。また、回路規模が大きいＡ／Ｄ変換器６０４とデジタル回路の直交復調回路８１を１つにすることができ、フィルタ回路８２，ＮＣＯ８３，乗算器８４，フィルタ回路８５，ＮＣＯ８６，乗算器８７はデジタル回路で回路規模は小さいために，回路規模の増大を抑制することができる。

＜第２実施形態＞
図４は２系統の送信系統を有する無線送信装置の第２実施形態の構成図を示す。この実施形態ではデジタル直交変調部を用いる。図４において、図２と同一部分には同一符号を付す。図４において、ベースバンド処理回路１１は、図示しない上位装置からの送信データ授受、及び、２系統で送信する送信データＩ，Ｑの生成を行う。

送信１系の歪補償回路２１は複素乗算回路２１１、アドレス生成部２１２、遅延回路２１３、加算回路２１４、ＬＵＴ２１５を有している。同様に、送信２系の歪補償回路２２は複素乗算回路２２１、アドレス生成部２２２、遅延回路２２３、加算回路２２４、ＬＵＴ２２５を有している。

アドレス生成部２１２は送信データの振幅等からＬＵＴ２１５のアドレスを生成してＬＵＴ２１５に供給する。遅延回路２１３は送信データを所定期間遅延して加算回路２１４に供給する。これにより、ＬＵＴ２１５からはアドレスに応じた歪補償係数が読み出され複素乗算回路２１１に供給される。この歪補償係数は電力増幅器の入力対出力特性の逆特性を送信データに与え歪補償処理を行うためのものである。複素乗算回路２１１は送信データＩ，Ｑに歪補償係数を複素乗算することでプリディストーション信号を生成してフォワード回路３３に供給する。加算回路２１４は遅延回路２１３にて時間合わせして供給される送信データとベースバンド復調部８０からフィードバックされたデータとを減算して誤差データを生成し、誤差データに応じてＬＵＴ２１５の更新を行う。送信２系の歪補償回路２２は送信１系の歪補償回路２１と同様の動作を行う。

送信１系のフォワード回路３３はデジタル直交変調部３１５、ＦＷ（フォワード）周波数変換部３１６、電力増幅器３１３、方向性結合器３１４を有している。同様に、送信２系のフォワード回路３４はデジタル直交変調部３２５、ＦＷ周波数変換部３２６、電力増幅器３２３、方向性結合器３２４を有している。

歪補償回路２１の出力するプリディストーション信号はデジタル直交変調部３１５にてデジタル直交変調処理され、中心周波数ｆｘのアナログの被変調信号が出力される。この被変調信号はＦＷ周波数変換部３１６でフォワード／フィードバック共用発振器５１１から供給される周波数ｆ１−ｆｘのローカル信号を用いて中心周波数ｆ１のフォワード中間周波数信号ＦＷ−ＩＦ１に周波数変換される。ＦＷ周波数変換部３１６の出力するフォワード中間周波数信号ＦＷ−ＩＦ１つまり送信信号は電力増幅器３１３で電力増幅されたのち、方向性結合器３１４を経てアンテナ４１から送信される。方向性結合器３１４は送信信号の一部を取り出してフィードバック信号として出力する。

同様に、歪補償回路２２の出力するプリディストーション信号はデジタル直交変調部３２５にてデジタル直交変調処理され、中心周波数ｆｙのアナログの被変調信号が出力される。この被変調信号はＦＷ周波数変換部３２６でフォワード／フィードバック共用発振器５１２から供給される周波数ｆ１−ｆｙのローカル信号を用いて中心周波数ｆ１のフォワード中間周波数信号ＦＷ−ＩＦ２に周波数変換される。ＦＷ周波数変換部３２６の出力するフォワード中間周波数信号ＦＷ−ＩＦ２つまり送信信号は電力増幅器３２３で電力増幅されたのち、方向性結合器３２４を経てアンテナ４２から送信される。方向性結合器３２４は送信信号の一部を取り出してフィードバック信号として出力する。

フィードバック共用回路６０は周波数変換部６０１，６０２、周波数合成部６０３、Ａ／Ｄ変換器６０４を有している。周波数変換部６０１は方向性結合器３１４から供給される中心周波数ｆ１の送信信号の一部つまりフォワード中間周波数信号ＦＷ−ＩＦ１をフォワード／フィードバック共用発振器５１１で発生された周波数ｆ１−ｆｘのローカル信号を用いて中心周波数ｆｘの中間周波数信号ＦＢ−ＩＦ１に変換する。また、周波数変換部６０２は方向性結合器３２４から供給される中心周波数ｆ１の送信信号の一部つまりフォワード中間周波数信号ＦＷ−ＩＦ２をフォワード／フィードバック共用発振器５１２で発生された周波数ｆ１−ｆｙのローカル信号を用いて中心周波数ｆｙの中間周波数信号ＦＢ−ＩＦ２に変換する。

このとき、図３（Ａ）に示すように、中間周波数信号ＦＷ−ＩＦ１と中間周波数信号ＦＷ−ＩＦ２の周波数関係つまり周波数ｆｘ，ｆｙをＡ／Ｄ変換器６０４のサンプリング周波数の１／４の間隔とする。これにより、第１実施形態におけるフォワード用発振器５１とフィードバック用発振器７１１（又は７１２）を、第２実施形態ではフォワード／フィードバック共用発振器５１１（又は５１２）で共用することができる。

ベースバンド復調部８０は直交復調回路８１、フィルタ回路８２、ＮＣＯ（Ｎｅｍｅｒｉｃａｌｌｙ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒｓ）８３、乗算器８４、フィルタ回路８５、ＮＣＯ８６、乗算器８７を有している。

直交復調回路８１はＡ／Ｄ変換器６０４の出力するデジタル多重信号を一括でデジタル復調してベースバンド信号を生成する。なお、このベースバンド信号はＦＢ−ＩＦ１及びＦＢ−ＩＦ２が合成されたままの復調データである。フィルタ回路８２は送信１系のＦＢ−ＩＦ１に相当するフィードバックベースバンド信号ＦＢ−ＢＢ１のみを抽出し、フィルタ回路８５は送信２系のＦＢ−ＩＦ２に相当するフィードバックベースバンド信号ＦＢ−ＢＢ２のみ抽出する。

送信１系側はＮＣＯ８３及び乗算器８４により、フィードバックベースバンド信号ＦＢ−ＢＢ１をＡ／Ｄ変換器６０４のサンプリング周波数の１／４の周波数を中心周波数とするベースバンド信号に周波数変換つまり周波数シフトする。図３（Ｂ）に乗算器８４の出力イメージを示す。また、送信２系側はＮＣＯ８６及び乗算器８７により、フィードバックベースバンド信号ＦＢ−ＢＢ２をＡ／Ｄ変換器６０４のサンプリング周波数の１／４の周波数を中心周波数とするベースバンド信号に周波数変換つまり周波数シフトする。図３（Ｃ）に乗算器８７の出力イメージを示す。上記の周波数変換により送信１系と送信２系のベースバンド信号の中心周波数を同一としているために、以降のデジタル処理におけるクロックを共通化することができる。

乗算器８４の出力するベースバンド信号は歪補償回路２１に供給され、乗算器８７の出力するベースバンド信号は歪補償回路２２に供され、送信１系／送信２系それぞれで歪補償係数の更新が行われる。

本実施形態によれば、デジタル直交変調部３１５，３２５を用いることにより、ＦＷ周波数変換部とフィードバック共用回路の周波数変換部に供給するローカル信号を、送信１系と送信２系それぞれで共用でき、例えば１系のみ送信する場合の消費電力を削減でき、一方の送信系の発振器が故障した場合でも他方の送信系は運用を継続することが可能となる。また、発振器の個数削減によりコスト低減が可能である。

＜第３実施形態＞
図５は２系統の送信系統を有する無線送信装置の第３実施形態の構成図を示す。この実施形態では歪補償処理とＶＳＷＲ処理を切り替える。図５において、図２と同一部分には同一符号を付す。図５において、ベースバンド処理回路１１は、図示しない上位装置からの送信データ授受、及び、２系統で送信する送信データＩ，Ｑの生成を行う。

送信１系の歪補償回路２３は複素乗算回路２１１、アドレス生成部２１２、遅延回路２１３、加算回路２１４、ＬＵＴ２１５、ラッチ回路２１６を有している。同様に、送信２系の歪補償回路２２は複素乗算回路２２１、アドレス生成部２２２、遅延回路２２３、加算回路２２４、ＬＵＴ２２５、ラッチ回路２２６を有している。

アドレス生成部２１２は送信データの振幅等からＬＵＴ２１５のアドレスを生成してＬＵＴ２１５に供給する。遅延回路２１３は送信データを所定期間遅延して加算回路２１４に供給する。これにより、ＬＵＴ２１５からはアドレスに応じた歪補償係数が読み出され複素乗算回路２１１に供給される。この歪補償係数は電力増幅器の入力対出力特性の逆特性を送信データに与え歪補償処理を行うためのものである。複素乗算回路２１１は送信データＩ，Ｑに歪補償係数を複素乗算することでプリディストーション信号を生成してフォワード回路３５に供給する。加算回路２１４は遅延回路２１３にて時間合わせして供給される送信データとベースバンド復調部８０からフィードバックされたデータとを減算して誤差データを生成し、誤差データに応じてＬＵＴ２１５の更新を行う。送信２系の歪補償回路２４は送信１系の歪補償回路２３と同様の動作を行う。

送信１系のフォワード回路３５はＤ／Ａ変換器３１１、直交変調器３１２、電力増幅器３１３、方向性結合器３１４、サーキュレータ３１７を有している。方向性結合器３１４は送信信号の一部を取り出してフィードバック信号ＦＢ１としてスイッチ回路９１１に供給する。サーキュレータ３１７はアンテナで反射された反射波信号であるアンテナ端リバース信号ＲＶＳ１を取り出してスイッチ回路９１１に供給する。同様に、送信２系のフォワード回路３６はＤ／Ａ変換器３２１、直交変調器３２２、電力増幅器３２３、方向性結合器３２４、サーキュレータ３２７を有している。方向性結合器３２４は送信信号の一部を取り出してフィードバック信号ＦＢ２としてスイッチ回路９１２に供給する。サーキュレータ３１７はアンテナで反射された反射波信号であるアンテナ端リバース信号ＲＶＳ２を取り出してスイッチ回路９１２に供給する。

タイミング生成回路９０１は歪補償処理とＶＳＷＲ（電圧定在波比）処理を切り替えるタイミング信号を生成する。ここでは、一定周期で歪補償処理期間をＶＳＷＲ処理期間に対し例えば１／３２〜１／８程度の割合に設定し、歪補償処理期間を例えば値１で指示し、ＶＳＷＲ処理期間を値０で指示するタイミング信号を生成する。

送信１系のＶＳＷＲ演算回路９０２はＶＳＷＲ処理期間にＶＳＷＲを演算し、得られたＶＳＷＲ値が所定の閾値を超えると送信１系のアラームを発生して図示しない上位装置に通知する。送信２系のＶＳＷＲ演算回路９０３はＶＳＷＲ処理期間にＶＳＷＲを演算し、得られたＶＳＷＲ値が所定の閾値を超えると送信２系のアラームを発生して上位装置に通知する。

スイッチ回路９１１は方向性結合器３１４とサーキュレータ３１７の出力を切り替えて周波数変換部６０１に供給する。スイッチ回路９１２は方向性結合器３２４とサーキュレータ３２７の出力を切り替えて周波数変換部６０２に供給する。

歪補償回路２１の出力するプリディストーション信号はＤ／Ａ変換器３１１でアナログ化されて直交変調器３１２に供給される。直交変調器３１２はフォワード用発振器５１から供給される搬送波をプリディストーション信号で直交変調することで、位相変調処理及び無線周波数信号への変換処理を行う。直交変調器３１２から出力される被変調信号つまり送信信号は電力増幅器３１３で電力増幅されたのち、方向性結合器３１４、サーキュレータ３１７を経てアンテナ４１から送信される。フォワード回路３６はフォワード回路３５と同様の動作を行い、送信信号はアンテナ４２から送信される。

フィードバック共用回路６０は周波数変換部６０１，６０２、周波数合成部６０３、Ａ／Ｄ変換器６０４を有している。周波数変換部６０１はスイッチ回路９１１から供給される送信信号の一部つまり送信１系フィードバック信号ＦＢ１又はアンテナ端リバース信号ＲＶＳ１をフィードバック用発振器７１１で発生されたローカル信号を用いて中間周波数信号ＩＦ１に変換する。周波数変換部６０２はスイッチ回路９１２から供給される送信信号の一部つまり送信２系フィードバック信号ＦＢ２又はアンテナ端リバース信号ＲＶＳ２をフィードバック用発振器７１２で発生されたローカル信号を用いて中間周波数信号ＩＦ２に変換する。

ここで、フィードバック用発振器７１１から供給されるローカル信号ＦＢ−ＬＯ１とフィードバック用発振器７１２から供給されるローカル信号ＦＢ−ＬＯ２との関係は、Ａ／Ｄ変換器６０４のサンプリング周波数の１／４の周波数分の間隔とする。これにより、Ａ／Ｄ変換器６０４の有効帯域（サンプリング周波数の１／２）に均等に配置／合成された中間周波数を得ることができる。

１系の中間周波数信号ＩＦ１（フィードバック信号ＦＢ１又はアンテナ端リバース信号ＲＶＳ１の中間周波数信号）、２系の中間周波数信号ＩＦ２（フィードバック信号ＦＢ２又はアンテナ端リバース信号ＲＶＳ２の中間周波数信号）は周波数合成部６０３で周波数合成つまり周波数多重された後、Ａ／Ｄ変換器６０４にてデジタル化されてベースバンド復調部８０に供給される。

ベースバンド復調部８０は直交復調回路８１、フィルタ回路８２、ＮＣＯ８３、乗算器８４、フィルタ回路８５、ＮＣＯ８６、乗算器８７を有している。

直交復調回路８１はＡ／Ｄ変換器６０４の出力するデジタル多重信号を一括でデジタル復調してベースバンド信号を生成する。なお、このベースバンド信号はＦＢ−ＩＦ１及びＦＢ−ＩＦ２、又はアンテナ端リバース中間周波数信号ＲＶＳ−ＩＦ１及びＲＶＳ−ＩＦ２が合成されたままの復調データである。フィルタ回路８２は送信１系のＦＢ−ＩＦ１又はＲＶＳ−ＩＦ１に相当するベースバンド信号ＦＢ／ＲＶＳ−ＢＢ１のみを抽出し、フィルタ回路８５は送信２系のＦＢ−ＩＦ２又はＲＶＳ−ＩＦ２に相当するベースバンド信号ＦＢ／ＲＶＳ−ＢＢ２のみ抽出する。

送信１系側はＮＣＯ８３及び乗算器８４により、ベースバンド信号ＦＢ／ＲＶＳ−ＢＢ１をＡ／Ｄ変換器６０４のサンプリング周波数の１／４の周波数を中心周波数とするベースバンド信号に周波数変換つまり周波数シフトする。また、送信２系側はＮＣＯ８６及び乗算器８７により、ベースバンド信号ＦＢ／ＲＶＳ−ＢＢ２をＡ／Ｄ変換器６０４のサンプリング周波数の１／４の周波数を中心周波数とするベースバンド信号に周波数変換つまり周波数シフトする。

乗算器８４の出力するベースバンド信号は歪補償回路２３に供給され、乗算器８７の出力するベースバンド信号は歪補償回路２４に供され、送信１系／送信２系それぞれで歪補償係数の更新が行われる。

この第３実施形態においては、タイミング生成回路９０１で生成されたタイミング信号により、送信１系の方向性結合器３１４の出力であるフィードバック信号ＦＢ１とサーキュレータ３１７の出力であるアンテナ端リバース信号ＲＶＳ１とがスイッチ回路９１１で切り替えられて周波数変換部６０１に供給される。また、上記タイミング信号により、送信２系の方向性結合器３２４の出力であるフィードバック信号ＦＢ２とサーキュレータ３２７の出力であるアンテナ端リバース信号ＲＶＳ２とがスイッチ回路９１２で切り替えられて周波数変換部６０２に供給される。これにより、ベースバンド復調部８０には、歪補償処理期間にフィードバック信号が供給され、ＶＳＷＲ処理期間にアンテナ端リバース信号が供給される。

送信１系の歪補償回路２３において、補償処理期間では歪補償処理を実行し、ＶＳＷＲ処理期間では歪補償処理を停止して停止直前の歪補償係数をラッチ回路２１６に保持する。ＶＳＷＲ処理回路９０２は、歪補償処理期間に供給されるフィードバックベースバンド信号ＦＢ−ＢＢ１の電力値を算出してＶＳＷＲ処理の基準電力値Ｐｒｅｆ１とし、ＶＳＷＲ処理期間に供給されるリバースベースバンド信号ＲＶＳ−ＢＢ１から電力値Ｐｒｖｓ１を算出し、Ｐｒｅｆ１とＰｒｖｓ１からＶＳＷＲ１を算出する。

送信２系の歪補償回路２４においても同様に、補償処理期間では歪補償処理を実行し、ＶＳＷＲ処理期間では歪補償処理を停止して停止直前の歪補償係数をラッチ回路２２６に保持する。ＶＳＷＲ処理回路９０３は、歪補償処理期間に入力されるフィードバックベースバンド信号ＦＢ−ＢＢ２の電力値を算出してＶＳＷＲ処理の基準電力値Ｐｒｅｆ２とし、ＶＳＷＲ処理期間で入力されリバースベースバンド信号ＲＶＳ−ＢＢ２から電力値Ｐｒｖｓ２を算出し、Ｐｒｅｆ２とＰｒｖｓ２からＶＳＷＲ２を算出する。

なお、本実施形態では、歪補償処理期間とＶＳＷＲ処理期間の比率において、リバース信号の電力取り込みに必要十分な時間のみをＶＳＷＲ処理期間に割り当てることで歪補償特性が劣化することがないように歪補償処理期間を確保している。このように、歪補償処理期間とＶＳＷＲ処理期間とを生成するタイミング生成回路と、ＶＳＷＲ演算回路と、フィードバック信号とリバース信号を切り替えて出力するスイッチ回路とを用いることにより、歪補償特性を確保しつつ時分割でＶＳＷＲ処理を実行できる。このため、ＶＳＷＲ専用回路を用いる場合に比べて回路規模及びコスト削減が可能である。

なお、上記第３実施形態では、第１実施形態にタイミング生成回路９０１，ＶＳＷＲ演算回路９０２，９０３，スイッチ回路９１１，９１２を設けて歪補償処理とＶＳＷＲ処理を切り替える構成として説明をしたが、第２実施形態にタイミング生成回路９０１，ＶＳＷＲ演算回路９０２，９０３，スイッチ回路９１１，９１２を設けて歪補償処理とＶＳＷＲ処理を切り替える構成としてもよい。

なお、上記第１乃至第３実施形態では２系統の送信系統を有する無線送信装置について説明をしたが、３系統以上の複数系統の送信系統を有する無線送信装置に適用することができる。

このように、上記の各実施形態によれば、フィードバック回路の部品を削減でき、Ａ／Ｄ変換器６０４以降の直交復調回路８１，フィルタ回路８２，ＮＣＯ８３，乗算器８４，フィルタ回路８５，ＮＣＯ８６，乗算器８７における処理はすべてデジタル処理で実現可能である。かつ、合成された２系統のフィードバックＩＦ信号を直交復調回路８１で一括して復調するのでデジタル処理回路の削減が可能である。これにより、２系統の歪補償処理を同時に行う時分割処理での課題である初期歪補償処理時間の増加を回避できる。また、送信データの変動に対して即時追従処理が可能となるため、従来の歪補償性能を保ちながら装置の小型化、低コスト化を図ることができる。また、フォワード回路のＤ／Ａ変換器３１１，直交変調器３１２を、デジタル直交変調部３１５，ＦＷ周波数変換部３１６で構成することで、フォワード用ローカル信号とフィードバック用ローカル信号を送信系毎に共用できるため、ローカル信号を生成する発振器の削減が可能となる。

１１ ベースバンド処理回路
２１，２２，２３，２４ 歪補償回路
２１１，２２１ 複素乗算回路
２１２，２２２ アドレス生成部
２１３，２２３ 遅延回路
２１４，２２４ 加算回路
２１５，２２５ ＬＵＴ
２１６，２２６ ラッチ回路
３１，３２，３３，３４，３５，３６ フォワード回路
３１１，３２１ Ｄ／Ａ変換器
３１２，３２２ 直交変調器
３１３，３２３ 電力増幅器
３１４，３２４ 方向性結合器
３１５，３２５ デジタル直交変調部
３１６，３２６ ＦＷ周波数変換部
３１７，３２７ サーキュレータ
４１，４２ アンテナ
５１ フォワード用発振器
５１１，５１２ フォワード／フィードバック共用発振器
６０ フィードバック共用回路
６１，６２ フィードバック回路
６０１，６０２，６１１，６１２ 周波数変換部
６０３ 周波数合成部
６０４，６１２，６２２ Ａ／Ｄ変換器
７１，７１１，７１２ フィードバック用発振器
７２，７３，８１ 直交復調回路
８０ ベースバンド復調部
８２，８５ フィルタ回路
８３，８６ ＮＣＯ
８４，８７ 乗算器
９０１ タイミング生成回路
９０２，９０３ ＶＳＷＲ演算回路
９１１，９１２ スイッチ回路

Claims (5)

1. 複数系統の送信データそれぞれに対し、前記複数系統の増幅器と、前記送信データに前記増幅器の入力対出力特性の逆特性を予め与えて歪補償処理を行う前記複数系統の歪補償回路と、前記歪補償回路の出力を用いて変調を行う前記複数系統の変調回路を備え、前記複数系統の変調回路が出力する送信信号を前記複数系統の増幅器で増幅して前記複数系統のアンテナから送信すると共に、前記複数系統の増幅器の出力信号の一部を取り出して前記複数系統の歪補償回路にフィードバックして前記逆特性の更新を行う無線送信装置であって、
   前記複数系統の送信データそれぞれに対する前記増幅器の出力信号を互いに異なる周波数の中間周波信号に変換して多重したデジタル多重信号を出力する共用回路と、
   前記共用回路の出力するデジタル多重信号を復調して多重データを得る復調回路と、
   前記多重データから前記複数系統のフィードバック送信データそれぞれを抽出する前記複数系統のフィルタ回路と、
   を有し、
   前記複数系統の送信データそれぞれと前記複数系統のフィードバック送信データそれぞれとの誤差に応じて前記複数系統の歪補償回路における前記逆特性の更新を行うことを特徴とする無線送信装置。
2. 請求項１記載の無線送信装置において、
   前記複数系統のフィルタ回路が出力する送信データそれぞれの中心周波数を同一周波数にシフトする前記複数系統の周波数シフト回路を
   有することを特徴とする無線送信装置。
3. 請求項１又は２記載の無線送信装置において、
   前記複数系統の変調回路それぞれは、
   前記歪補償回路の出力をアナログ化するＤ／Ａ変換器と、
   前記Ｄ／Ａ変換器の出力信号を用いて変調を行う変調部と、
   を有することを特徴とする無線送信装置。
4. 請求項１又は２記載の無線送信装置において、
   前記複数系統の変調回路それぞれは、
   前記歪補償回路の出力をデジタル変調するデジタル変調部と、
   前記デジタル変調回路の出力信号を周波数変換する周波数変換部と、
   を有することを特徴とする無線送信装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項記載の無線送信装置において、
   前記複数系統のアンテナで反射された反射波信号を取り出す前記複数系統のサーキュレータと、
   補償処理期間と電圧定在波比処理期間とを切り替えるタイミング信号を生成するタイミング生成回路と、
   前記補償処理期間に前記複数系統の増幅器の出力信号の一部を取り出したフィードバック信号を出力し、前記電圧定在波比処理期間に前記反射波信号を出力して前記共用回路に供給する前記複数系統のスイッチ回路と、
   前記複数系統のフィルタ回路から前記補償処理期間に出力される前記複数系統のフィードバック送信データと前記電圧定在波比処理期間に出力される前記複数系統の反射波信号のデータから前記複数系統の電圧定在波比を演算する前記複数系統の演算回路と、
   を有することを特徴とする無線送信装置。

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