JP2014103571A - 送信システム - Google Patents

Abstract

【課題】プリディストータを用いた送信システムにおいて、プリディストータと電力増幅器とを離れた位置に配置できる送信システムを提供する。
【解決手段】本発明の送信システムは、電力増幅器、プリディストータ、変換器、送信用光ＲＦ回路、方向性結合器、レベル調整器、逆変換器、観測用光ＲＦ回路を備える。レベル調整器は、観測用光ＲＦ回路で生じる歪が所定の範囲以内となるようにＲＦ観測信号の大きさを調整する。第１の発明では、プリディストータは、遅延時間の予測値を用いて電力増幅器の出力に含まれる歪成分を観測する歪観測部を有している。第２の発明では、プリディストータは、パイロット信号発生部、遅延観測部、歪観測部を有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、電力増幅器とプリディストータとを離して配置する場合の送信システムに関する。

本願明細書で説明する送信システムとは、アンテナにＲＦ（Radio Frequency）信号を供給するためのシステムであって、プリディストータ、電力増幅器、方向性結合器などで構成される。プリディストータの従来技術としては、例えば、非特許文献１〜３、特許文献１などが知られている。プリディストータは、信号に遅延を与える遅延経路と、Ｎ（Ｎは３以上の奇数）次歪発生器とベクトル調整器とを有する歪発生経路と、入力信号を遅延経路と歪発生経路に分配する分配器と、遅延経路の出力と歪発生経路の出力とを合成する合成器と、ベクトル調整器を制御する制御器とで構成され、電力増幅器の出力に含まれる歪成分を打ち消すための歪補償成分を入力信号に付加し、出力信号とする。そして、効率的に電力増幅器の歪成分を打ち消すため、プリディストータ、電力増幅器、方向性結合器は近傍に配置される。

無線基幹基地局と光前進基地局との間を光伝送路でつないだシステムとしては、特許文献２が公開されている。なお、特許文献２の要約には、「この無線通信基地局システムでは、光前進基地局内の電力増幅器による増幅によって発生する歪み信号成分をあらかじめ無線基幹基地局において生成し、信号成分で変調された波長λ_t1の光信号と、その歪み成分で変調された波長λ_t2の光信号とを無線基幹基地局から光前進基地局へ伝送する。そして、光前進基地局内でそれらの光信号を高周波信号に変換し、信号成分を電力増幅器によって増幅する。その後、その増幅信号と、高周波に変換された歪み成分の信号とを逆位相で合成し、信号成分を増幅することによって生じる歪み成分を除去する。」と記載されている。

特開２０１０−９３７８５号公報 特開２００２−２３８０７１号公報

S. Mizuta, Y. Suzuki, T. Hirota, and Y. Yamao, "Digital predistortion linearizer for compensating frequency-dependent IM distortion," in Proc. 34th European Microwave Conference, pp. 1053 - 1056, Oct. 2004. S. Mizuta, Y. Suzuki, S. Narahashi, and Y. Yamao, "A New Adjustment Method for the Frequency-Dependent IMD Compensator of the Digital Predistortion Linearizer," IEEE Radio and Wireless Symposium 2006, pp. 255 - 258, Jan. 2006. J. Ohkawara, Y. Suzuki, and S. Narahashi, "Fast Calculation Scheme for Frequency Characteristic Compensator of Digital Predistortion Linearizer," IEEE Vehicular Technology Conference Spring 2009, proceedings, Apr. 2009.

特許文献２のように親局（無線基幹基地局など）と子局（光前進基地局など）のように離れた設備に分散して送信システムを配置すれば、子局の設備を小型にできる。しかしながら、特許文献２の技術は、歪補償成分を加えてから電力増幅するのではなく、電力増幅した後で歪成分を除去する。したがって、歪を除去するための信号も別に増幅しなければならないので、消費電力が大きくなるという課題がある。

プリディストータを用いた送信システムの場合、子局にプリディストータのような信号処理を行う複雑な装置を置く必要があるので、子局の設備を小さくできない。仮に、親局と子局に分散して配置すると遅延を考慮して歪補償をしなければならなくなり、遅延の観測や調整のための信号処理が多くなってしまう。

本発明は、プリディストータを用いた送信システムにおいて、プリディストータと電力増幅器とを離れた位置に配置できる送信システムを提供することを目的とする。

本発明の送信システムは、電力増幅器、プリディストータ、変換器、送信用光ＲＦ回路、方向性結合器、レベル調整器、逆変換器、観測用光ＲＦ回路を備える。電力増幅器は、ＲＦ信号を増幅する。プリディストータは、電力増幅器の出力に含まれる歪成分を打ち消すための歪補償成分を入力信号に付加し、出力信号とする。変換器は、出力信号をＲＦ信号に変換する。送信用光ＲＦ回路は、変換器によって変換されたＲＦ信号を、電力増幅器まで光ファイバを用いて伝送する。方向性結合器は、電力増幅器の出力の一部を抽出し、ＲＦ観測信号とする。レベル調整器は、観測用光ＲＦ回路で生じる歪が所定の範囲以内となるようにＲＦ観測信号の大きさを調整する。逆変換器は、ＲＦ観測信号を出力信号と同じ周波数帯の観測信号に変換する。観測用光ＲＦ回路は、レベル調整器の出力を、逆変換器まで光ファイバを用いて伝送する。そして、第１の発明では、プリディストータは、送信用光ＲＦ回路と観測用光ＲＦ回路によって生じる遅延時間の予測値を用いて電力増幅器の出力に含まれる歪成分を観測する歪観測部を有していることを特徴としている。また、第２の発明では、プリディストータは、出力信号中にパイロット信号を加えるパイロット信号発生部と、パイロット信号を送信してから観測信号に含まれるパイロット信号を受信するまでの時間を遅延時間として測定する遅延観測部と、遅延時間を用いて電力増幅器の出力に含まれる歪成分を観測する歪観測部を有していることを特徴としている。

本発明の送信システムによれば、観測用光ＲＦ回路の線形性を維持しながら、光ファイバで生じる遅延を考慮して歪補償を実行できるので、プリディストータと電力増幅器とを離れた位置に配置できる。

実施例１と実施例２の送信システムの機能構成例を示す図。 実施例１のプリディストータの機能構成例を示す図。 実施例１と実施例２と実施例５の歪補償信号発生経路の構成例を示す図。 係数計算部の制御フローを示す図。 実験により求めた光ＲＦ回路の遅延時間と計算により求めた遅延時間を比較した結果を示す図。 実施例２のプリディストータの機能構成例を示す図。 遅延測定部の制御フローの例を示す図。 実施例３の送信システムの機能構成例を示す図。 実施例３のプリディストータの機能構成例を示す図。 実施例３と実施例４の歪補償信号発生経路の機能構成例を示す図。 実施例３変形例１のプリディストータの機能構成例を示す図。 実施例３変形例２の送信システムの機能構成例を示す図。 実施例３変形例２のプリディストータの機能構成例を示す図。 実施例３変形例２の歪補償信号発生経路の構成例を示す図。 実施例３変形例３の送信システムの機能構成例を示す図。 実施例３変形例４の送信システムの機能構成例を示す図。 実施例４の送信システムの機能構成例を示す図。 実施例４のプリディストータの機能構成例を示す図。 実施例５の送信システムの機能構成例を示す図。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。なお、同じ機能を有する構成部には同じ番号を付し、重複説明を省略する。

図１に実施例１の送信システムの機能構成例を示す。送信システム１０は、電力増幅器５００、プリディストータ２２００、変換器３５０、送信用光ＲＦ回路１１１０、方向性結合器７００、レベル調整器７９０、逆変換器８５０、観測用光ＲＦ回路１１２０を備える。図１の例では、プリディストータ２２００は親局１０００に配置され、電力増幅器５００は子局１２００に配置され、その間に送信用光ＲＦ回路１１１０と観測用光ＲＦ回路１１２０を有する光伝送部１１００が配置されている。なお、プリディストータ２２００と電力増幅器５００の配置は、親局と子局に限る必要はない。例えばマンションの屋上に基地局（アンテナ）を置く場合に電力増幅器５００は屋上に配置し、プリディストータ２２００は１階や地下に配置し、その間に光伝送部１１００を配置してもよい。

電力増幅器５００は、ＲＦ（Radio Frequency）信号を増幅する。増幅されたＲＦ信号は出力端子６００から出力され、アンテナ（図示していない）に供給される。信号発生装置１００は、プリディストータ２２００に入力信号を供給する。プリディストータ２２００は、電力増幅器５００の出力に含まれる歪成分を打ち消すための歪補償成分を入力信号に付加し、出力信号とする。変換器３５０は、プリディストータ２２００の出力信号をＲＦ信号に変換する。例えば、プリディストータ２２００の入力信号がＩ相とＱ相のデジタル信号であり、プリディストータ２２００の出力信号がＩ相とＱ相のアナログ信号である。この場合、変換器３５０は、直交変調器３００とアップコンバータ４００で構成すればよい。そして、送信用光ＲＦ回路１１１０は、変換器３５０によって変換されたＲＦ信号を、電力増幅器５００まで光ファイバ１１１２を用いて伝送する。例えば、送信用光ＲＦ回路１１１０は、電気／光変換器１１１１、光ファイバ１１１２、光／電気変換器１１１３で構成すればよい。なお、電力増幅器５００の出力に含まれる歪成分には、電力増幅器５００で生じた歪だけでなく送信用光ＲＦ回路１１１０で生じた歪成分なども含まれている。

方向性結合器７００は、電力増幅器５００の出力の一部を抽出し、ＲＦ観測信号とする。レベル調整器７９０は、観測用光ＲＦ回路１１２０で生じる歪が所定の範囲以内となるようにＲＦ観測信号の大きさを調整する。逆変換器８５０は、ＲＦ観測信号をプリディストータ２２００の出力信号と同じ周波数帯の観測信号に変換する。例えば、ＲＦ観測信号をＩ相とＱ相のアナログ信号に変換するのであれば、ダウンコンバータ８００と直交復調器９００で構成すればよい。観測用光ＲＦ回路１１２０は、レベル調整器７９０の出力を、逆変換器８５０まで光ファイバ１１２２を用いて伝送する。例えば、観測用光ＲＦ回路１１２０は、電気／光変換器１１２１、光ファイバ１１２２、光／電気変換器１１２３で構成すればよい。なお、観測用光ＲＦ回路１１２０で生じる歪は、観測信号には含まれるが電力増幅器５００の出力には含まれていない歪である。したがって、観測用光ＲＦ回路１１２０で生じる歪を、送信システムに要求される精度を満足する所定の範囲以内にしなければならない。ところが、一般的に電気／光変換器１１２１は、入力された信号の線形性を維持できる範囲が狭い。そこで前述のようにレベル調整器７９０は、電気／光変換器１１２１を所望の線形性が維持できるように動作させるためにＲＦ観測信号の大きさを調整する。なお、レベル調整器７９０に入力されるＲＦ観測信号の大きさは、温度や経年変化によって緩やかに変わると考えられるため、レベル調整器７９０によるＲＦ観測信号の大きさの調整は、後述の歪観測部２２７０が測定する歪成分の観測には影響を与えない程度とすればよい。もしくは、通信用の信号が伝送されていないタイミングでのみでレベル調整器７９０の調整を行い、通信用の信号が伝送されているタイミングでは調整量を一定にすればよい。

図２は、実施例１のプリディストータの機能構成例を示している。プリディストータ２２００は、信号分配器２１０、線形伝達経路２２０、歪補償信号発生経路２３０、信号加算器２４０、ＤＡＣ２５０、ＡＤＣ２６０、歪観測部２２７０、制御部２２８０を有する。信号分配器２１０は、プリディストータ２２００の入力信号を線形伝達経路２２０と歪補償信号発生経路２３０に分配する。線形伝達経路２２０は、歪補償信号発生経路と同じだけ信号を遅延させる遅延器２２１を有する。歪補償信号発生経路２３０は、制御部２２８０からの制御信号に基づき電力増幅器５００の出力に含まれる歪成分を補償する歪補償信号を生成する。信号加算器２４０は、線形伝達経路２２０の出力と歪補償信号発生経路２３０の出力を合成する。ＤＡＣ２５０は、信号加算器出力信号をデジタル信号からアナログ信号へ変換する。ＡＤＣ２６０は、アナログ信号である観測信号をデジタル信号に変換する。歪観測部２２７０は、送信用光ＲＦ回路１１１０と観測用光ＲＦ回路１１２０によって生じる遅延時間の予測値を用いて、ＡＤＣ２６０の出力から電力増幅器５００の出力に含まれる歪成分の電力を任意の帯域ごとに測定する。制御部２２８０は、歪観測部２２７０の測定結果に基づいて電力増幅器５００の出力に含まれる歪成分を補償するように歪補償信号発生経路２３０に制御情報を伝達する。

図３に歪補償信号発生経路２３０の構成例を示す。歪補償信号発生経路２３０は、３次歪発生器２３１、３次ベクトル調整器２３２、３次周波数特性補償器２３３を有する。３次歪発生器２３１は、信号分配器２１０で分配された信号を３乗し、３次歪成分を生成する。３次ベクトル調整器２３２は制御部２２８０からの制御情報に含まれる振幅と位相の情報を用いて３次歪発生器２３１の出力の位相と振幅をそれぞれ調整する。３次周波数特性補償器２３３は、制御部２２８０からの制御情報に含まれるあらかじめ定めた帯域幅ごとの振幅と位相の情報を用いて、あらかじめ定めた帯域幅ごとに３次ベクトル調整器２３２の出力の振幅と位相をそれぞれ調整する。なお、３次歪成分を補償する信号を発生させる経路に対し高次の歪成分を補償する信号を発生させる経路を並列に設置することで、高次の歪成分を補償してもよい。

制御部２２８０は、遅延計算部２２８１と係数計算部２２８２を有する。遅延計算部２２８１では、予め与えられた光ファイバの屈折率nと光ファイバ長Lから光伝送部１１００の遅延時間t_calを計算する。真空中の光速度をcとすると、t_calはnL/cで求められる。送信用光ＲＦ回路１１１０の遅延時間t_cal1は、送信用光ＲＦ回路１１１０の光ファイバ１１１２の長さL₁と屈折率n₁からt_cal1(＝n₁L₁/c)と求められる。観測用光ＲＦ回路１１２０の遅延時間t_cal2は、観測用光ＲＦ回路１１２０の光ファイバ１１２２の長さL₂と屈折率n₂からt_cal2(＝n₂L₂/c)と求められる。遅延計算部２２８１は、係数計算部２２８２に遅延時間t_cal=t_cal1+ t_cal2を伝達するとともに、係数計算部２２８２が歪観測部２２７０に指示する時刻をt_calだけ遅延させるよう指示する。t_cal=t_cal1+ t_cal2とすれば、親局１０００から子局１２００へ信号を伝送する送信用光ＲＦ回路１１１０と子局１２００から親局１０００へ信号を伝送する観測用光ＲＦ回路１１２０の光ファイバ長、屈折率が異なる場合であっても遅延時間を調整することができる。また、光ファイバ長、屈折率が同じ場合には、遅延時間はt_cal=2t_cal1としてもよい。このように計算することで、処理の簡易化を図れる。あるいは、線形中継装置や再生中継装置などの中継装置を用いて光ファイバの伝送距離を延長させる場合には、例えば、中継器を１つとした場合、電気／光変換器から中継装置までの光ファイバ長と屈折率、中継装置から光／電気変換器までの光ファイバ長と屈折率を用いてそれぞれの区間で遅延時間を計算してもよい。

係数計算部２２８２は、歪補償信号発生経路２３０へ制御情報を伝送する。係数計算部２２８２が歪補償信号発生経路２３０に制御情報を伝送したときに、歪成分の電力を歪観測部２２７０で観測する場合、歪補償信号発生経路２３０で生成した歪補償信号がＤＡＣ２５０から出力されてからt_calだけ遅れて歪成分の電力を観測するよう係数計算部２２８２は、歪観測部２２７０に指示する。係数計算部２２８２は、制御情報と得られた歪成分の電力から従来手法を用いて電力増幅器５００の歪成分を低減するように歪補償信号発生経路２３０へ制御情報を伝送する。

なお、光伝送部１１００以外の部分で生じる遅延を含めるため、マージンt_mだけ時間を長くしてもよい。すなわち、t_cal+t_mとしてもよい。マージンt_mは光伝送部１１００以外の線路長や線路に使用した材質の特性値から計算により求めてもよく任意に設定してもよい。これにより光伝送部１１００以外の遅延を考慮することができ、より正確なタイミングで歪成分の電力を歪観測部にて観測できる。

次に、非特許文献３を参照し、３次ベクトル調整器２３２に関して、位相の調整を例に係数計算部２２８２の動作を説明する。非特許文献３では周波数特性補償器に与える位相と振幅に関する調整法の記載があるが、この方法はベクトル調整器にも適用できる。図４に係数計算部２２８２の制御フローを示す。異なる３点の位相(p₀、p₁、p₂)でそれぞれ位相を調整する帯域に対応する歪成分の電力(D₀、D₁、D₂)を測定する（Ｓ１〜Ｓ５）。歪成分の電力を測定する場合、係数計算部２２８２は、位相を調整した信号がＤＡＣ２５０から出力されてからt_calだけ遅れて歪成分の電力を観測するように歪観測部２２７０に指示する。次いで、係数計算部２２８２は、測定した３点の歪成分の電力を用いて最小２乗法により歪成分と位相の関係を示す２次関数D=a₂p²+a₁p+a₀の係数(a₂，a₁，a₀)を計算し（Ｓ６）、計算した２次関数の係数を用いて２次関数を最小とする位相(p_min=-a₁/2a₂)を算出する（Ｓ７）。そして、係数計算部２２８２は、その帯域の位相としてp_minを設定するように３次ベクトル調整器２３２に制御情報を伝送する（Ｓ８）。振幅についても同様の動作を行う。ある１つの帯域における位相と振幅を設定した場合、係数計算部２２８２は、あらかじめ設定した順番に従って各帯域の位相と振幅の調整を行う。係数計算部２２８２による３次周波数特性補償器２３３における振幅と位相の調整も同様の動作である。

図５に実験により求めた光ＲＦ回路の遅延時間と計算により求めた遅延時間を比較した結果を示す。縦軸は遅延時間、横軸は光ファイバ長である。光ファイバ長は、１０ｍ、１００ｍ、１０００ｍとし、中心周波数を１．５ＧＨｚとして、２種類の光ＲＦ回路の遅延時間を測定した。計算では屈折率n=1.5とし、遅延時間を計算した。結果より、計算結果と測定結果がほぼ一致していることがわかる。

実施例１の送信システムによれば、観測用光ＲＦ回路の線形性を維持しながら、光ファイバで生じる遅延を考慮して歪補償を実行できるので、プリディストータと電力増幅器とを離れた位置に配置できる。また、特許文献２のように歪補償用の信号を別に増幅する必要はないので消費電力を抑えることができる。さらに、光ファイバを用いるので、プリディストータと電力増幅器の間の配線を細くでき、遅延時間を屈折率と長さだけで計算できるので容易かつ正確に計算しやすい。

実施例２の送信システムの機能構成例も図１に示す。実施例２の送信システム２０は、プリディストータ２３００のみが実施例１の送信システム１０と異なる。図６に、実施例２のプリディストータの機能構成例を示す。実施例２では、プリディストータ２３００から出力した信号が電力増幅器５００を経てプリディストータ２３００に帰還するまでの遅延時間をパイロット信号により測定する。

図６のプリディストータ２３００は、信号分配器２１０、線形伝達経路２２０、歪補償信号発生経路２３０、信号加算器２４０、ＤＡＣ２５０、ＡＤＣ２６０、歪観測部２２７０、制御部２３８０、パイロット信号発生部２３９１、遅延観測部２３９０を有する。制御部２３８０と制御部２２８０の違いは、遅延計算部２２８１の代わりに遅延測定部２３８１を有していることである。また、プリディストータ２３００は、パイロット信号発生部２３９１と遅延観測部２３９０を有する点もプリディストータ２２００と異なる。遅延測定部２３８１は、パイロット信号発生部２３９１と遅延観測部２３９０を制御し、遅延時間を測定する。なお、具体的な制御方法については後述する。パイロット信号発生部２３９１は、信号加算器２４０とＤＡＣ２５０との間にパイロット信号を付加する。遅延観測部２３９０は、ＡＤＣ２６０の出力から遅延時間を観測し遅延測定部２３８１に遅延時間を伝達する。

パイロット信号発生部２３９１は、線形伝達経路２２０と信号加算器２４０の間に設置してもよい。なお、線形伝達経路２２０の前段にパイロット信号発生部２３９１を設置する場合は、パイロット信号発生器出力が歪補償信号発生経路２３０にも入力され、歪補償信号発生経路２３０を経たパイロット信号発生部２３９１の出力がパイロット信号発生部２３９１の出力に付加され遅延時間の測定精度が劣化する懸念とプリディストータ２３００の歪補償特性が劣化する懸念がある。

図７に遅延測定部２３８１の制御フローの例を示す。遅延測定部２３８１は、パイロット信号発生部２３９１にパイロット信号を出力することを指示するとともに遅延観測部２３９０に遅延時間の観測開始を指示する（Ｓ１１）。遅延測定部２３８１から観測開始の指示を受けた遅延観測部２３９０は、指示を受けてから遅延観測部２３９０にパイロット信号が到達するまでの遅延時間を計測する（Ｓ１２）。遅延測定部２３８１が遅延時間t_measを係数計算部２２８２に伝達し、係数計算部２２８２が歪観測部２２７０に指示する時刻をt_measだけ遅延させるように指示し、設定する（Ｓ１３）。
＜パイロット信号＞
パイロット信号は、電力増幅器５００で増幅する信号と同じ周波数帯としたパルス信号を１周期だけ出力させればよい。これにより遅延観測部２３９０でパルス信号の補足が容易になる場合がある。パルス信号を連続して出力する場合、ＤＡＣ２５０を経てＡＤＣ２６０に帰還するまでの遅延時間よりも長い間隔で出力してもよい。これにより、遅延時間の誤測定を回避できる。間隔は上述のt_calに予め定めたマージンを加えた値でもよい。

プリディストータ２３００への入力信号とパイロット信号を同時に電力増幅器５００に入力する場合は、パイロット信号の電力を、プリディストータ２３００への入力信号とパイロット信号の相互変調歪成分が出ないようにあらかじめ設定する。あらかじめ設定しない場合は、歪観測部２２７０において電力増幅器５００の出力スペクトルを観測し、その結果を遅延測定部２３８１に伝達する。そして、遅延測定部２３８１では、歪観測部２２７０からの情報に基づいて相互変調歪が発生しないようにパイロット信号発生部２３９１の電力を制御する。

送信アンテナから出力する送信信号の中心周波数を同じとした場合、信号同士の干渉により送信信号の伝送品質が劣化する可能性がある。よって、パイロット信号の中心周波数は、送信信号の中心周波数からあらかじめ定めたオフセット周波数だけ離してもよい。オフセットはプリディストータ２３００の入力信号に対して高い周波数になるように設定してもよく、低い周波数となるようにしてもよい。加えて、光伝送部１１００の周波数特性の変動が大きい場合、プリディストータ２３００の入力信号の両側にパルス信号を入力してもよい。これにより、遅延時間の測定精度を高めることができる。オフセット周波数は、電力増幅器５００で発生する歪成分の帯域よりも低いまたは高いことが好ましい。これにより、パイロット信号のレベルが電力増幅器５００で発生する歪成分のレベル以下であってもパイロット信号を観測できる。例えば、プリディストータ２３００の入力信号の帯域幅が２０ＭＨｚでありプリディストータで５次歪成分まで補償する場合、歪成分の帯域幅は１００ＭＨｚとなる。そのため、パイロット信号のオフセット周波数は中心周波数から５０ＭＨｚよりも低いまたは高いことが好ましい。

パイロット信号としてパルス信号を用いた場合、子局側の出力端子にパイロット信号を抑圧するようなノッチフィルタ、バンドパスフィルタ、スイッチのいずれかもしくは組合せて設置する。これにより、パイロット信号が送信アンテナから出力させないようにする。スイッチを用いない場合、アンテナから信号を出力しつつ光伝送部１１００の遅延時間を調整することができる。これにより光伝送部の温度変化などにより遅延時間が変動する場合であっても常に遅延時間を観測できる。スイッチを用いる場合、親局２０００の遅延測定部２３８１は、パイロット信号を送信する際にパイロット信号がアンテナへ入力されないように、スイッチをオフとする指示を行う。プリディストータ２３００の歪補償信号発生経路２３０の調整において、信号をアンテナへ入力しない場合も同様にオフとする。歪補償信号発生経路２３０の調整において歪成分の電力があらかじめ定めた閾値よりも常に小さくなる場合、歪成分が隣接する周波数を使うシステムへ与える干渉量が低いためスイッチはオンとしてもよい。

また、プリディストータ２３００に信号が入力していないタイミングでパイロット信号を送信するように遅延測定部２３８１はパイロット信号発生部２３９１に指示してもよい。この場合、信号分配器２１０と遅延測定部２３８１を接続し、プリディストータ２３００の入力信号を遅延測定部２３８１が監視する。このような構成にすれば、パイロット信号のみを電力増幅器５００に入力するためパイロット信号とプリディストータ２３００の入力信号との相互変調歪が電力増幅器５００で発生することを回避できる。

＜遅延時間の測定＞
遅延時間の観測方法を以下に示す。プリディストータ入力信号がない場合、すなわちＤＡＣ２５０からパイロット信号のみ出力している場合、ＡＤＣ２６０の出力の振幅値電力を観測し、パイロット信号発生部２３９１がパイロット信号を出力してから振幅値があらかじめ定めた閾値を超えるまでの時間を、遅延時間とする。プリディストータ２３００に入力信号がある場合、すなわちＤＡＣ２５０からパイロット信号とプリディストータ２３００の出力信号が同時に出力されている場合、遅延観測部２３９０は、入力する信号に対しパイロット信号のみを通過させるデジタルバンドパスフィルタを有すればよい。デジタルバンドパスフィルタはＦＩＲフィルタといった従来技術で構成すればよい。そして、デジタルバンドバスフィルタを通過した信号の振幅値を観測し、パイロット信号発生部２３９１がパイロット信号を出力してから振幅値があらかじめ定めた閾値を超えるまでの時間を、遅延時間とする。デジタルバンドパスフィルタの信号処理時間が遅延時間に対して無視できない場合、観測した時刻からデジタルバンドパスフィルタの信号処理時間を除く処理を行う。この信号処理時間は予め測定し設定しておく。遅延観測部２３９０は、観測開始の指示を受けた時間とパイロット信号が到達するまでの時間から遅延時間t_measを求め、遅延測定部２３８１に伝達する。なお、遅延時間の測定において、振幅値ではなく瞬時電力を観測し、瞬時電力が事前に定めた閾値を超えるまでの時間としてもよい。

また、遅延時間の測定として、従来手法である相関法を使ってもよい。相関法を使う場合、パイロット信号発生部２３９１の出力を遅延観測部２３９０にも入力する。遅延観測部２３９０では、パイロット信号発生部２３９１の出力を用いてＡＤＣ２６０の出力との相関をとる。相関をとる周期T_Cを短くするため、実施例１で示した方法を用いて遅延時間t_calを求め、t_calを遅延観測部２３９０が設定しておく。遅延観測部２３９０では、t_cal±T_C/2の区間で相関をとることとしてもよい。これにより、相関をとる周期を短くでき、信号処理量を減らすことができる。なお、振幅値を観測する場合においても遅延時間t_calを遅延測定部２３８１で求め、t_cal±Tm１の前後だけ振幅値を観測するようにしてもよい。これにより、振幅値を観測する時間を短くでき、信号処理量を減らすことができる場合がある。Tm１はあらかじめオフセット値として定めておけばよい。

上記の処理において、パイロット信号発生部２３９１と遅延観測部２３９０と遅延測定部２３８１は同期がとれているものとする。すなわち、パイロット信号を発生する時刻と観測開始の指示を受ける時刻は一致している。より正確な遅延時間を求める必要がある場合、パイロット信号を出力する時刻として指示する時刻ではなくパイロット信号がＤＡＣ２５０から出力される時刻としてもよい。

上記ではデジタルバンドパスフィルタを用いた場合について説明したが、デジタルノッチフィルタ、デジタルローパスフィルタ、デジタルハイパスフィルタを用いてプリディストータ２３００からの出力信号を抑圧してもよい。これらのデジタルフィルタは例えばＦＩＲフィルタにより具現化できる。
また、以下に示すようなアナログ回路を用いてもよい。アナログ回路を用いることでデジタル信号処理に関わる演算量を減らすことができる。アナログ回路を用いる場合、直交復調器９００の出力をＡＤＣ２６０と図示していないアナログバンドパスフィルタ２６１に入力するように分配し、アナログバンドパスフィルタ２６１の出力を図示していないＡＤＣ２６２に入力する。この構成の場合、遅延観測部２３９０はＡＤＣ２６０と接続されるのではなく、ＡＤＣ２６２と接続される。アナログバンドパスフィルタ２６１には、パイロット信号のみ通過させるような通過特性を持たせればよい。アナログバンドパスフィルタを用いない場合、プリディストータ２３００の出力信号の成分の電力がパイロット信号の電力よりも小さくなるように減衰させる特性を持ったアナログノッチフィルタ、アナログローパスフィルタ、アナログハイパスフィルタを用いる。これによりプリディストータ２３００の出力信号の成分が遅延観測部２３９０で検出されることを回避でき、遅延時間の誤観測を回避できる。アナログフィルタの減衰量もしくは通過特性が不足する場合、デジタルバンドパスフィルタ、デジタルノッチフィルタ等を組合せてもよい。組合せることで誤観測を回避できる可能性を高められる場合がある。
光伝送部１１００の遅延時間が経時変化、温度変化など何らかの要因によって変化する場合、遅延時間の測定を周期的に行ってもよい。この周期を、プリディストータ２３００の制御を行う前に行うようにすることで、光伝送部１１００による遅延時間の変化がプリディストータ２３００の歪補償量に与える影響を低減できる。

実施例２の送信システムによれば、観測用光ＲＦ回路の線形性を維持しながら、光ファイバで生じる遅延を考慮して歪補償を実行できるので、プリディストータと電力増幅器とを離れた位置に配置できる。また、特許文献２のように歪補償用の信号を別に増幅する必要はないので消費電力を抑えることができる。さらに、光ファイバを用いるので、プリディストータと電力増幅器の間の配線を細くでき、遅延時間を屈折率と長さだけで計算できるので容易かつ正確に計算しやすい。

[変形例１]
プリディストータ２３００の入力信号に端末と同期をとるためのパイロット信号が含まれる場合、パイロット信号発生部２３９１を用いない構成としてもよい。パイロット信号発生部２３９１を用いないため、構成を簡易にできる場合がある。この構成とした場合、信号加算器２４０をＤＡＣ２５０だけでなく図示していないスイッチ２３４１にも接続する。また、ＡＤＣ２６０と遅延観測部２３９０はスイッチ２３４１を介して接続する。信号分配器２１０は遅延観測部２３９０にも接続する。

遅延測定部２３８１は、スイッチ２３４１と遅延観測部２３９０を制御する。スイッチ２３４１は、信号加算器２４０からの信号とＡＤＣ２６０からの信号のうちどちらか１つを遅延測定部２３８１の指示に従って遅延観測部２３９０に出力する。遅延測定部２３８１は、信号加算器２４０からの信号を出力するようにスイッチ２３４１に指示する。次いで、遅延測定部２３８１は、遅延観測部２３９０に対して同期をとるためのパイロット信号が信号加算器２４０から出力される時刻t_addと同期をとるためのパイロット信号の周期t_psを求めるように遅延観測部２３９０に指示する。周期t_psが予めわかっている場合、周期を測定する指示はせず、周期t_psを遅延測定部２３８１に事前に与える。

遅延観測部２３９０は、信号加算器２４０からの信号と信号分配器２１０からの信号を用いて相関法により時刻t_addと周期t_psを求め、その結果を遅延測定部２３８１に伝達する。遅延測定部２３８１は、ＡＤＣ２６０からの信号を出力するようにスイッチ２３４１に指示する。次いで、遅延測定部２３８１は、実施例１で示した方法を用いて遅延時間t_calを求め、t_calを遅延観測部２３９０に伝達する。また、遅延測定部２３８１は、t_addとt_psに基づいて、信号加算器２４０から同期用のパイロット信号が出力された同時刻に遅延観測部２３９０に対して同期をとるためのパイロット信号がＡＤＣ２６０から出力される時刻t_adcを求めるように遅延観測部２３９０に指示する。

相関をとる周期をT_cとした場合、遅延観測部２３９０は、t_cal±T_C/2の区間で、ＡＤＣ２２６０からの信号と信号分配器２１０からの信号を用いて相関法によって遅延時間t_measを求める。そして、遅延観測部２３９０は、測定したt_measを遅延測定部２３８１に伝達する。

[変形例２]
光伝送部１１００において送信用光ＲＦ回路１１１０と観測用光ＲＦ回路１１２０を複数用意し、送信用光ＲＦ回路１１１０と観測用光ＲＦ回路１１２０への入力を切替器で切りかえることで冗長性を持たせる構成としてもよい。遅延観測部２３９０で計測する遅延時間について過去に測定した遅延時間と比較し、その差があらかじめ定めたオフセット値よりも大きくなった場合や遅延時間を観測できない場合などのあらかじめ定めた条件を満たすときに、切替器により送信用光ＲＦ回路１１１０と観測用光ＲＦ回路１１２０を切替えればよい。また、歪観測部２２７０にて電力増幅器出力５００の電力を観測し、その電力があらかじめ定めた値以下となった場合を切替え条件としてもよい。これにより送信用光ＲＦ回路１１１０または観測用光ＲＦ回路１１２０が故障した場合であっても通信を行うことができる。このとき、送信用光ＲＦ回路１１１０または観測用光ＲＦ回路１１２０の切替えはプリディストータ２３００の制御部２２８０で行えばよい。または、親局２０００に送信用光ＲＦ回路１１１０と観測用光ＲＦ回路１１２０の切替えを指示する切替え制御器を用意してもよい。切替え制御器を用意する場合、プリディストータ２３００の制御部から遅延時間の観測結果を切替え制御器に伝送する。切替え制御器では上述の通り、あらかじめ定められた基準に従って切替器により送信用光ＲＦ回路１１１０または観測用光ＲＦ回路１１２０を切り替える。送信用光ＲＦ回路１１１０または観測用光ＲＦ回路１１２０を切替えた場合、遅延時間も変わる可能性があるため、プリディストータ２３００の制御部２３８０に送信用光ＲＦ回路１１１０または観測用光ＲＦ回路１１２０が切り替わったことを通知する。その上で、プリディストータ２３００の制御部２３８０は、遅延時間を測定する。

異なるN_B個の周波数帯を用いるキャリアアグリゲーション（以下、ＣＡという）と呼ばれる技術がある。ＣＡでは、Component carrier（以下、ＣＣという）という基本周波数ブロックを周波数軸上に配置する。ＣＡには大別して、ＣＣを連続して配置する場合と、不連続に配置する場合がある。不連続に配置する場合は、異なる周波数帯（例えば、２ＧＨｚ帯と８００ＭＨｚ帯の２周波数帯）にＣＣを配置するときと、同じ周波数帯に不連続にＣＣを割り当てるときがある。

ＣＡを用いる場合、電力増幅器の非線形特性や使用する周波数帯などによっては、上述したプリディストータではＣＣ間の相互変調歪成分が十分に低減できない場合がある。この課題に対応するためのＣＡ用のプリディストータが、本願出願人が出願した未公開の特許文献（特願２０１１−２６９８８２)に示されている。N_B＝２の場合を例として、この特許文献に示されている３次歪成分を補償するプリディストータの原理を簡単に説明する。以下では、特に指定がない限りN_B＝２とするが、３以上の整数をとることも可能である。５次歪成分といった高次歪成分の補償も３次歪成分の補償と同様である。

プリディストータへの入力信号x(t)のうち、１つ目の周波数帯に配置するＣＣに対応するものをs₁(t)、２つ目の周波数帯に配置するＣＣに対応するものをs₂(t)とすると、x(t)はx(t)＝s₁(t)+ s₂(t)となる。ここで、x(t)からs₁(t)の３次歪成分d_A(t)=|s₁(t)|²s₁(t)、s₂(t)の３次歪成分d_B(t)=|s₂(t)|²s₂(t)を発生させる。また、s₁(t)とs₂(t)からＣＣ間の相互変調歪成分d_CA(t)=|s₂(t)|²s₁(t)とd_CB(t)=|s₁(t)|²s₂(t)をそれぞれ発生させる。抽出した相互変調歪成分d_A(t)とd_B(t)とd_CA(t)とd_CB(t)の位相と振幅を、それぞれ個別に調整し歪補償信号とする。これにより、ＣＣ間の相互変調歪成分を低減できる。

図８に実施例３の送信システムの機能構成例を示す。送信システム２５は、電力増幅器５００、プリディストータ２４００、変換器３５０、送信用光ＲＦ回路１１１０、方向性結合器７００、レベル調整器７９０、逆変換器８５０、観測用光ＲＦ回路１１２０を備える。実施例１と異なるのは、信号発生装置１３０からプリディストータ２４００への入力信号x(t)には、２つの周波数帯に配置されたＣＣに対応する信号s₁(t)、s₂(t)が入力されることである。

図９に実施例３のプリディストータの機能構成例を示す。プリディストータ２４００は、信号分配器２１０、線形伝達経路２２０、歪補償信号発生経路２４３０、信号加算器２４０、ＤＡＣ２５０、ＡＤＣ２６０、歪観測部２４７０、制御部２４８０を含む。この例において、歪観測部２４７０は各周波数帯で発生する歪成分の電力を任意の帯域ごとに観測する。

制御部２４８０は、遅延計算部２４８１と係数計算部２４８２を含む。遅延計算部２４８１は、光ファイバ長と屈折率と周波数による遅延時間の変化量を用いて周波数帯毎に遅延時間を計算し、係数計算部２４８２へ伝送する。係数計算部２４８２は、歪観測部２４７０に遅延時間だけ遅らせるように指示する。光ファイバに周波数による遅延時間の変化がない場合は、すべての周波数帯で遅延時間を同じ値とする。

係数計算部２４８２は、歪観測部２４７０の測定結果に基づいて各周波数帯の歪成分を低減するように歪補償信号発生経路２４３０に制御情報を伝達する。係数計算部２４８２が歪補償信号発生経路２４３０に制御情報を伝送したときに歪成分の電力を観測する場合、係数計算部２４８２は歪補償信号発生経路２４３０で調整した歪補償信号に対応する歪成分の電力を観測するよう歪観測部２４７０に指示する。係数計算部２４８２は、制御情報と得られた歪成分の電力から従来手法を用いて電力増幅器５００の出力に含まれる歪成分を低減するように歪補償信号発生経路２４３０へ制御情報を伝送する。

図１０に実施例３の歪補償信号発生経路の機能構成例を示す。ここでは、ベクトル調整器のみ用いた構成を示している。歪成分の周波数依存性を補償する必要がある場合、各ベクトル調整器の後段もしくは前段に上述の周波数特性補償器をそれぞれ設置してもよい。歪補償信号発生経路２４３０は、分配部２４３１、信号生成手段２４３２Ａ、信号生成手段２４３２Ｂ、副信号生成手段２４３３、合成部２４３４を備える。分配部２４３１は、歪補償信号発生経路２４３０への入力を信号生成手段２４３２Ａと信号生成手段２４３２Ｂに分配する。合成部２４３４は、信号生成手段２４３２Ａから出力する信号と信号生成手段２４３２Ｂから出力する信号と副信号生成手段２４３３から出力する複数の信号を合成し、信号加算器２４０に出力する。信号生成手段２４３２Ａは、デジタルフィルタ２４３２Ａ１、分配器２４３２Ａ２、３次歪発生器２４３２Ａ３、３次ベクトル調整器２４３２Ａ４を有する。デジタルフィルタ２４３２Ａ１は、分配部２４３１から入力されたプリディストータ２４００への入力信号x(t)からs₁(t)を抽出する。分配器２４３２Ａ２は、デジタルフィルタ２４３２Ａ１の出力を３次歪発生器２４３２Ａ３と副信号生成手段２４３３に分配する。３次歪発生器２４３２Ａ３では、s₁(t)から３次歪成分d_A(t)を生成する。3次ベクトル調整器２４３２Ａ４は、制御部２４８０からの制御情報に含まれる振幅と位相の情報を用いて３歪発生器出力信号の位相と振幅をそれぞれ調整する。信号生成手段２４３２Ｂの構成は信号生成手段２４３２Ａと同じであり、デジタルフィルタ２４３２Ｂ１にてs₂(t)を抽出する。

副信号生成手段２４３３は、３次歪算出器２４３３Ａ１と副３次ベクトル調整器２４３３Ａ２と副３次ベクトル調整器２４３３Ａ３を有する。３次歪算出器２４３３Ａ１は、s₁(t)とs₂(t)からd_CA(t)とd_CB(t)を生成する。副３次ベクトル調整器２４３３Ａ２は、制御部２４８０からの制御情報に含まれる振幅と位相の情報を用いてd_CA(t)の振幅と位相を調整する。同様に副３次ベクトル調整器２４３３Ａ３は、d_CB(t)の振幅と位相を調整する。

このような構成であれば、ＣＡの場合でも実施例１と同様の効果が得られる。

［変形例１］
実施例３では遅延時間を計算で求めていたが、実施例２で示したようにパイロット信号を用いて遅延時間を測定によって求めてもよい。実施例３変形例１の送信システムの機能構成例も図８に示す。実施例３変形例１の送信システム２６は、プリディストータ２４０１のみが実施例３の送信システム２５と異なる。図１１に実施例３変形例１のプリディストータの機能構成例を示す。プリディストータ２４０１は、信号分配器２１０、線形伝達経路２２０、歪補償信号発生経路２３０、信号加算器２４０、ＤＡＣ２５０、ＡＤＣ２６０、歪観測部２４７０、制御部２４８５、パイロット信号発生部２４９１、遅延観測部２４９０を有する。制御部２４８５と制御部２４８０の違いは、遅延計算部２４８１の代わりに遅延測定部２４８６を有していることである。また、プリディストータ２４０１は、パイロット信号発生部２４９１と遅延観測部２４９０を有する点もプリディストータ２４００と異なる。遅延測定部２４８６は、パイロット信号発生部２４９１と遅延観測部２４９０を制御し、遅延時間を測定する。

また、実施例２との違いとしては、パイロット信号発生部２４９１は周波数帯毎にパイロット信号を出力する機能、遅延観測部２４９０は周波数帯毎に遅延時間を求める機能をそれぞれ有する。遅延測定部２４８３は周波数帯毎に歪観測部２４７０に指示する時刻を遅延時間だけ遅らせるよう係数計算部２４８２に指示する。このとき、パイロット信号は全周波数帯一斉に出力してもよい。一斉にパイロット信号を送信できる場合、遅延時間の測定時間を短縮できる。パイロット信号とプリディストータ入力信号を同時にプリディストータから出力する場合、遅延観測部２４９０でパイロット信号を観測するため、遅延観測部２４９０の前段にパイロット信号のみを通過させるバンドパスフィルタを設置すればよい。パイロット信号を同時に通過させる観点から、このバンドパスフィルタには複数の周波数帯の信号を同時に通過させる通過特性を持たせればよい。なお、各ＣＣだけを減衰させるマルチバンドのノッチフィルタでもよい。

周波数帯毎にあらかじめ定めた順番に従って１つずつパイロット信号を出力してもよい。1つずつ順番に行うことでプリディストータ入力信号とパイロット信号による相互変調歪が発生を回避できる場合がある。相互変調歪が発生する観点から、パイロット信号の電力が一定値以下にしなければならない場合、全周波数帯一斉に送信する場合は電力を各周波数帯に分配する必要がある。しかし、１つずつ順番とする場合、分配の必要がないため電力を大きくでき、誤検出や検出漏れを回避できる場合がある。遅延観測部２４９０でパイロット信号を観測するため、遅延観測部２４９０の前段にパイロット信号のみを通過させるバンドパスフィルタを設置する。パイロット信号を同時に通過させる観点から、このバンドパスフィルタは上述の同時に通過させる特性もしくは、通過帯域を切替えられる特性を持つ。切替型のバンドパスフィルタとした場合、制御部２４８５によりバンドパスフィルタの通過帯域をパイロット信号の周波数帯域に合わせて切替える。
光ファイバの遅延時間が周波数依存性を持たない場合、パイロット信号の出力は１つの周波数帯とし、遅延時間を求めればよい。周波数帯を1つとすることで、パイロット信号発生部２４９１と遅延観測部２４９０の簡易化が期待できる。

ＤＡＣ２５０のサンプリングレートが例えば１ＧＳＰＳ以上のような高速であり、ＲＦ信号を直接ＤＡＣ２５０から出力できる場合、デジタル信号処理で直交変調とアップコンバータを構成してもよい。これにより、アナログ回路の部品点数を減らすことができる。

このような構成であれば、ＣＡの場合でも実施例２と同様の効果が得られる。

［変形例２］
ＤＡＣ２５０のサンプリングレートが高速でなければ、サンプリング定理を満たすことができずＣＡされた信号を１つのＤＡＣから出力できない。また、一般にＤＡＣのサンプリングレートが高速である場合、ＤＡＣの消費電力が大きくなる。サンプリング定理を満たすため、もしくはＤＡＣの消費電力を下げるため、ＣＣ毎にＤＡＣを用意する構成もある。以下では、N_Bを２の場合を例として、遅延を測定するときの送信システムを説明する。図１２は実施例３変形例２の送信システムの機能構成例、図１３は実施例３変形例２のプリディストータの機能構成例、図１４は実施例３変形例２の歪補償信号発生経路の構成例である。実施例３、実施例３変形例１では、各構成要素は複数のＣＣに対応していたが、実施例３変形例２では、各構成要素は１つのＣＣのみ対応する。そのため、基本的には、各構成要素がＣＣの数だけ存在する。上述の例と異なる点について主に説明する。

親局３０００には、s₁(t)を出力する信号発生装置１１０、s₂(t)を出力する信号発生装置１２０、プリディストータ２５００、直交変調器３１０とアップコンバータ４１０からなる変換器３５１、直交変調器３２０とアップコンバータ４２０からなる変換器３５２、ダウンコンバータ８１０と直交復調器９１０からなる逆変換器８５１、ダウンコンバータ８２０と直交復調器９２０からなる逆変換器８５２が配置される。変換器３５１は、プリディストータ２５００を経たs₁(t)とその歪補償信号をＲＦ信号に変換する。変換器３５２は、プリディストータ２５００を経たs₂(t)とその歪補償信号をＲＦ信号に変換する。逆変換器８５１と逆変換器８５２は、ＲＦ観測信号をそれぞれの対応するプリディストータ２５００の出力信号と同じ周波数帯の観測信号に変換する。光伝送部３１００は、変換器３５１の出力を伝送する送信用光ＲＦ回路１１１０、変換器３５２の出力を伝送する送信用光ＲＦ回路１１３０、逆変換器８５１へ入力する信号を伝送する観測用光ＲＦ回路１１２０、逆変換器８５２へ入力する信号を伝送する観測用光ＲＦ回路１１４０を有する。子局３２００には、送信用光ＲＦ回路１１１０の出力と送信用光ＲＦ回路１１３０の出力を合成する合成器３２１０、電力増幅器５００、電力増幅器５００の出力のうちs₁(t)に対応する周波数帯の出力の一部を取り出す方向性結合器７１０、電力増幅器５００の出力のうちs₂(t)に対応する周波数帯の出力の一部を取り出す方向性結合器７２０、出力端子６００が配置される。

プリディストータ２５００は、信号分配器２１０、信号分配器２１１、線形伝達経路２２０、線形伝達経路２２２、歪補償信号発生経路２５３０、信号加算器２４０、信号加算器２４１、ＤＡＣ２５１、ＤＡＣ２５２、ＡＤＣ２６１、ＡＤＣ２６２、歪観測部２５７０、歪観測部２５７１、制御部２５８０、遅延観測部２５９０、遅延観測部２５９２、パイロット信号発生部２５９１、パイロット信号発生部２５９３を備える。

制御部２５８０は、遅延測定部２５８１と係数計算部２５８２を有する。各ＣＣのパイロット信号は同時に出力してもよく順番に出力してもよい。パイロット信号を同時に出力することで遅延時間の測定時間を短縮できる反面、電力増幅器５００に複数のＣＣと複数のパイロット信号が入力されるため電力増幅器５００で相互変調歪が出やすくなる可能性がある。パイロット信号を順番に出力した場合、パイロット信号発生部２５９１，２５９３と遅延観測部２５９０，２５９２をそれぞれ１つとしてスイッチで入力を切り替えるようにしてもよい。これにより装置の簡易化が図れる。パイロット信号を順番に出力した場合、遅延時間の測定に時間がかかるが、電力増幅器５００で相互変調歪が出にくいという利点がある。パイロット信号を同時に出力するか、順番に出力するかは電力増幅器５００の特性に応じて決定すればよい。

歪補償信号発生経路２５３０と歪補償信号発生経路２４３０との違いは、以下のとおりである。歪補償信号発生経路２５３０は、分配部２５３１がＣＣの数だけ分配器２５３１Ａ，２５３１Ｂを備える。そして、各分配器２５３１Ａ，２５３１Ｂは３次歪発生器２４３２Ａ３，２４３２Ｂ３と３次歪算出器２４３３Ａ１に信号を分配する。また、歪補償信号発生経路２５３０は、３次ベクトル調整器２４３２Ａ４，２４３２Ｂ４の出力と副３次ベクトル調整器２４３３Ａ２，２４３３Ａ３の出力をＣＣ毎に合成部２５３４Ａもしくは２５３４Ｂで合成し、各信号加算器２４０，２４１に出力する。

送信用光ＲＦ回路１１１０，１１３０と観測用光ＲＦ回路１１２０，１１４０の違いによる遅延時間の差が無視できる場合、装置を簡易化するためパイロット信号発生部２５９１，２５９３と遅延観測部２５９０，２５９２をいずれか１つとしてもよい。このとき、遅延時間はすべてのＣＣで同一となる。

このような構成なので、ＣＡ場合でも実施例２と同等の効果が得られる。

［変形例３］
複数の周波数帯のＲＦ信号を１つの送信用光ＲＦ回路または観測用光ＲＦ回路で伝送できる場合の変形例を示す。図１５に、実施例３変形例３の送信システムの機能構成例を示す。送信システム４０では、変換器３５１，３５２の出力を合成する合成器４１２０を光伝送部４１００に設け、合成した信号を送信用光ＲＦ回路４１１０に入力している。また、逆変換器８５１，８５２と観測用光ＲＦ回路４１２０の間に周波数帯毎にＲＦ観測信号を出力する分波器４１３０を設置している。このように送信用光ＲＦ回路または観測用光ＲＦ回路を減らすことで装置の簡易化や低コスト化が期待できる。

［変形例４］
図１６に実施例３変形例４の送信システムの機能構成例を示す。送信システム５０の光伝送部５１００では、さらに、光ファイバを共用化している。この構成では、光合分波器５１１６、５１１７を用いて送信用光ＲＦ回路５１１０と観測用光ＲＦ回路５１２０で同じ光ファイバ５１１２を用いている。これにより光ファイバを１本とすることができ、光伝送部５１００をさらに簡易化できる。

図１２に示した送信システムの場合、ＣＣごとに異なる光ファイバを使っている。したがって、ＣＣごとに遅延時間が異なる可能性があるが、プリディストータは同時に発生されたＣＣごとの歪補償信号は同時に電力増幅器に入力されることを前提としている。本実施例では、ＣＣごとに遅延時間が異なるかもしれない送信システムへの対応について説明する。

図１７に実施例４の送信システムの機能構成例、図１８に実施例４のプリディストータの機能構成例を示す。図１７の送信システム６０は、プリディストータ２６００の機能構成と、子局６２００に子局遅延観測器６２１０，６２２０を備えている点が、図１２の送信システム３０と異なる。図１８のプリディストータ２６００は、キャリア遅延調整部６０１０、キャリア遅延部６０１１，６０１２を備える点と、制御部２６８０の遅延測定部２６８１が、図１３のプリディストータ２５００と異なる。子局遅延観測器６２１０，６２２０は、方向性結合器７１０，７２０で抽出されたＲＦ観測信号をモニタリングでき、プリディストータ２６００のキャリア遅延調整部６０１０とイーサネット（登録商標）などで通信できるように設定されている。また、キャリア遅延部６０１１，６０１２はＤＡＣ２５１，２５２の前段に配置されている。

キャリア遅延部６０１１，６０１２の遅延時間調整方法を以下に示す。まず、遅延測定部２６８１は、パイロット信号発生部２５９１，２５９３にパイロット信号を出力することを指示するとともに、キャリア遅延調整部６０１０に対し子局遅延観測器６２１０，６２２０で遅延時間の観測を開始するよう指示する。パイロット信号は各ＣＣ同時に出力してもよく、時間差をつけて出力してもよい。

キャリア遅延調整部６０１０から観測開始の指示を受けた子局遅延観測器６２１０，６２２０は、子局遅延観測器６２１０，６２２０にパイロット信号が到達するまでの時間を計測する。パイロット信号の到達時間の測定は上述と同じとしてもよい。子局遅延観測器６２１０，６２２０にて相関をとる場合、パイロット信号発生部２５９１，２５９３はパイロット信号の情報をキャリア遅延調整部６０１０に伝送する。キャリア遅延調整部６０１０は、子局遅延観測器６２１０，６２２０にパイロット信号の情報を伝送する。

子局遅延観測器６２１０，６２２０は、観測開始の指示を受けた時間とパイロット信号が到達するまでの時間から遅延時間を求め、遅延測定部２５８１に伝達する。このとき、観測した時間をキャリア遅延調整部６０１０に伝達してもよい。この場合、キャリア遅延調整部６０１０が遅延時間を計算する。遅延時間に測定誤差が含まれないようにキャリア遅延調整部６０１０と子局遅延観測器６２１０，６２２０は同期がとれているものとする。そのため、キャリア遅延調整部６０１０は子局遅延観測器６２１０，６２２０との同期を監視し、同期がずれていた場合、再度同期をとるように子局遅延観測器６２１０，６２２０を制御する。同期は、例えばキャリア遅延調整部６０１０の時刻と子局遅延観測器６２１０，６２２０の時刻の差を監視することで達成してもよい。このときは、時刻の差が予め定めた範囲を超えた場合、キャリア遅延調整部６０１０は子局遅延観測器６２１０，６２２０の時刻をキャリア遅延調整部６０１０の時刻とするように指示する。

キャリア遅延調整部６０１０は、各子局遅延観測器６２１０，６２２０の結果を比較し、ＣＣ間の時間差があらかじめ定めたしきい値を超える場合、時間差をなくすよう遅延時間の短いＣＣが出力される経路のキャリア遅延部６０１１，６０１２に対し時間差分だけ遅延させるように指示する。上記の処理を1回行って遅延時間差をしきい値以下にできない場合、パイロット信号の出力から遅延時間の調整を繰り返し行ってもよい。

上記の例では時間差だけ遅延させるようキャリア遅延部６０１１，６０１２を調整している。しかし、遅延時間の短いＣＣが出力される経路のキャリア遅延部６０１１，６０１２に対しあらかじめ定めた遅延時間だけ遅延時間を遅らせ、パイロット信号の出力から遅延時間の測定を遅延時間差がしきい値以下になるまで繰り返すこととしてもよい。

なお、親局６０００の遅延観測部２５９０，２５９２を用いた遅延時間の測定は、ＣＣ間の遅延時間差の調整前に行ってもよく、調整後に行ってもよい。ただし、調整前に行う場合、ＣＣ間の遅延時間差の調整が終わった後、キャリア遅延部６０１１，６０１２を調整したＣＣの歪成分を観測するときに係数計算部２６８２が歪観測器に指示する時刻を調整した時間だけさらに遅延させるように指示する。これらの調整が終わった後、電力増幅器で発生する歪成分を低減するように歪補償信号発生経路を制御する。

子局遅延観測器６２１０，６２２０を電力増幅器５００の後段に設置する場合、あらかじめ電力増幅器５００から子局遅延観測器６２１０，６２２０までの遅延時間をＣＣ毎に測定または計算して子局内遅延時間とし、その結果を子局遅延観測器６２１０，６２２０もしくはキャリア遅延調整部６０１０に記録しておく。これにより、電力増幅器５００内部もしくは電力増幅器５００から子局遅延観測器６２１０，６２２０間の遅延時間がＣＣ毎に異なる場合でも、あらかじめ求めた子局内遅延時間を計測した時間から減算することで電力増幅器５００に入力するまでの遅延時間を精度よく計測できる。

子局遅延観測器６２１０，６２２０にダウンコンバータ、直交復調器を設置し、子局遅延観測器６２１０，６２２０にて電力増幅器５００で発生する歪成分の電力を観測してもよい。この場合、子局遅延観測器６２１０，６２２０で観測した結果を例えばイーサネットなどを介してプリディストータ２６００の制御部２６８０に伝達する。このような構成にすると、光伝送部６１００にプリディストータ２６００へ帰還させるＲＦ観測信号を入力しないため光伝送部６１００の構成を簡易化できる。

図１７では、子局遅延観測器６２１０，６２２０を電力増幅器５００よりも後段に設置しているが、合成器３２１０の入力側に設置してもよい。光伝送部６１００での時間差が大きい場合や電力増幅器５００から方向性結合器７１０，７２０までの間の時間差が大きい場合にこの構成は有効である。また、子局遅延観測器６２１０，６２２０から電力増幅器５００までの遅延時間を、子局内遅延時間としてあらかじめ測定、もしくは計算してもよい。これにより子局遅延観測器６２１０，６２２０から電力増幅器間５００の遅延時間がＣＣ毎に異なる場合でも、あらかじめ求めた遅延時間を計測した時間に加算することで電力増幅器５００に入力するまでの遅延時間をより簡易に計測できる。
電力増幅器５００に入力するまでの回路において歪成分が発生し、電力増幅器５００に入力する信号に歪成分が含まれる場合、電力増幅器５００で歪成分が増幅される懸念がある。そのため、子局遅延観測器６２１０，６２２０を電力増幅器５００の前段に設置し、電力増幅器５００に入力する信号における歪成分の電力を観測してもよい。このとき、歪成分の電力を測定する帯域は歪観測部２５７０，２５７１と同じである。その観測結果を係数計算部２５８２に伝達し、係数計算部２５８２は子局遅延観測器６２１０，６２２０で観測した結果に基づいて歪成分を低減するように歪補償信号発生経路２５３０を調整してもよい。これにより、電力増幅器５００に入力する信号の歪成分を低減することができる。電力増幅器５００に入力する信号の歪成分を低減した後、係数計算部２５８２は電力増幅器５００で発生する歪成分を低減するように歪補償信号発生経路２５３０を調整する。

光ファイバ長と屈折率から遅延時間を計算する方法を本実施例に適用した場合、ＣＣ毎に光ファイバ長と屈折率から遅延時間をあらかじめ計算し、時間差がある場合、遅延時間の短いＣＣが出力される経路のキャリア遅延部６０１１，６０１２をその時間差だけ遅らせればよい。

実施例４の送信システムはこのような構成なので、ＣＣごとに遅延時間が異なっても実施例１，２と同様の効果が得られる。

異なるN_B個の周波数バンドを用いるＣＡを適用する場合、１つの電力増幅器で複数のＣＣを同時に増幅するために、電力増幅器５００の広帯域化もしくはマルチバンド対応が必要となる。一方、ＣＣ毎に電力増幅器５００を用意した場合、電力増幅器５００の広帯域化やマルチバンド化が不要となり簡易に電力増幅器５００を設計できる。以下では、N_Bが２の場合を例として、電力増幅器を２つ用いた例を示す。図１９に実施例５の送信システムの機能構成例を示す。図１９の送信システムは、ＣＣごとに設計した送信システム１０または送信システム２０を２つ組合せ、合成器７０１０で２つの電力増幅器５００からの出力を合成する構成である。プリディストータ２２００（２３００）は、ＣＡ対応ではないが、このような構成でも、ＣＡに対応し、実施例１，２と同等の効果を得ることができる。

１０，２０，２５，２６，３０、４０，５０，６０，７０ 送信システム
１００，１１０，１２０，１３０ 信号発生装置
２１０，２１１ 信号分配器
２２０，２２２ 線形伝達経路
２２１，２２３ 遅延器
２３０，２４３０，２５３０ 歪補償信号発生経路
２３１ ３次歪発生器
２３２ ３次ベクトル調整器
２３３ ３次周波数特性補償器
２４０，２４１ 信号加算器
２６１ アナログバンドパスフィルタ
３００，３１０，３２０ 直交変調器
３５０，３５１，３５２ 変換器
４００、４１０，４２０ アップコンバータ
５００ 電力増幅器
６００ 出力端子
７００，７１０，７２０，７３０ 方向性結合器
７９０，７９１，７９２ レベル調整器
８００，８１０，８２０ ダウンコンバータ
８５０，８５１，８５２ 逆変換器
９００，９１０，９２０ 直交復調器
１０００，２０００，２５００，２５０１，３０００，６０００ 親局
１１００，２６００，３１００，４１００，５１００，６１００ 光伝送部
１１１０，１１３０，４１１０，５１１０ 送信用光ＲＦ回路
１１１１，１１２１，１１３１，４１１１，４１２１，５１１１，５１１４ 電気／光変換器
１１１２，１１２２，１１３２，１１４２，４１１２，４１２２，５１１２ 光ファイバ
１１１３，１１２３，１１３３，１１４３，４１１３，４１２３，５１１３，５１１５ 光／電気変換器
１１２０，１１４０，４１２０，５１２０ 観測用光ＲＦ回路
１２００，２７００，３２００，４２００，６２００ 子局
２２００，２３００，２４００，２４０１，２５００，２６００ プリディストータ
２２７０，２４７０，２５７０，２５７１ 歪観測部
２２８０，２３８０，２４８０，２４８５，２５８０，２６８０ 制御部
２２８１，２４８１ 遅延計算部
２２８２，２４８２，２５８２，２６８２ 係数計算部
２３４１ スイッチ
２３８１，２４８６，２５８１，２６８１ 遅延測定部
２３９０，２４９０，２５９０，２５９２ 遅延観測部
２３９１，２４９１，２５９１，２５９３ パイロット信号発生部
２４３１，２５３１ 分配部
２４３２Ａ，２４３２Ｂ 信号生成手段
２４３２Ａ１，２４３２Ｂ１ デジタルフィルタ
２４３２Ａ２，２４３２Ｂ２ 分配器
２４３２Ａ３，２４３２Ｂ３ ３次歪発生器
２４３２Ａ４，２４３２Ｂ４ ３次ベクトル調整器
２４３３ 副信号生成手段
２４３３Ａ１ ３次歪算出器
２４３３Ａ２，２４３３Ａ３ 副３次ベクトル調整器
２４３４ 合成部
２５３１Ａ，２５３１Ｂ 分配器
２５３４Ａ、２５３４Ｂ 合成部
３２１０，４１２０，７０１０ 合成器
４１３０ 分波器
５１１６，５１１７ 光合分波器
６０１０ キャリア遅延調整部
６０１１，６０１２ キャリア遅延部
６２１０，６２２０ 子局遅延観測器

Claims (7)

1. ＲＦ信号を増幅する電力増幅器と、
   前記電力増幅器の出力に含まれる歪成分を打ち消すための歪補償成分を入力信号に付加し、出力信号とするプリディストータと、
   前記出力信号をＲＦ信号に変換する変換器と、
   前記変換器によって変換されたＲＦ信号を、前記電力増幅器まで光ファイバを用いて伝送する送信用光ＲＦ回路と、
   前記電力増幅器の出力の一部を抽出し、ＲＦ観測信号とする方向性結合器と、
   前記ＲＦ観測信号の大きさを調整するレベル調整器と、
   前記ＲＦ観測信号を前記出力信号と同じ周波数帯の観測信号に変換する逆変換器と、
   前記レベル調整器の出力を、前記逆変換器まで光ファイバを用いて伝送する観測用光ＲＦ回路と、
   を備える送信システムであって、
   前記プリディストータは、前記送信用光ＲＦ回路と前記観測用光ＲＦ回路によって生じる遅延時間の予測値を用いて前記電力増幅器の出力に含まれる歪成分を観測する歪観測部を有しており、
   前記レベル調整器は、前記観測用光ＲＦ回路で生じる歪が所定の範囲以内となるように前記ＲＦ観測信号の大きさを調整する
   ことを特徴とする送信システム。
2. ＲＦ信号を増幅する電力増幅器と、
   前記電力増幅器の出力に含まれる歪成分を打ち消すための歪補償成分を入力信号に付加し、出力信号とするプリディストータと、
   前記出力信号をＲＦ信号に変換する変換器と、
   前記変換器によって変換されたＲＦ信号を、前記電力増幅器まで光ファイバを用いて伝送する送信用光ＲＦ回路と、
   前記電力増幅器の出力の一部を抽出し、ＲＦ観測信号とする方向性結合器と、
   前記ＲＦ観測信号の大きさを調整するレベル調整器と、
   前記ＲＦ観測信号を前記出力信号と同じ周波数帯の観測信号に変換する逆変換器と、
   前記レベル調整器の出力を、前記逆変換器まで光ファイバを用いて伝送する観測用光ＲＦ回路と、
   を備える送信システムであって、
   前記プリディストータは、
   前記出力信号中にパイロット信号を加えるパイロット信号発生部と、
   前記パイロット信号を送信してから観測信号に含まれる前記パイロット信号を受信するまでの時間を遅延時間として測定する遅延観測部と、
   前記遅延時間を用いて前記電力増幅器の出力に含まれる歪成分を観測する歪観測部を有しており、
   前記レベル調整器は、前記観測用光ＲＦ回路で生じる歪が所定の範囲以内となるように前記ＲＦ観測信号の大きさを調整する
   ことを特徴とする送信システム。
3. 請求項１または２記載の送信システムであって、
   前記レベル調整器による前記ＲＦ観測信号の大きさの変化は、前記歪観測部が歪と観測できない範囲の変化である
   ことを特徴とする送信システム。
4. 請求項１または２記載の送信システムであって、
   前記レベル調整器による前記ＲＦ観測信号の大きさの調整は、通信信号が伝送されていないときに行われる
   ことを特徴とする送信システム。
5. 請求項１記載の送信システムであって、
   前記プリディストータへの入力信号には、複数の周波数帯の信号が含まれており、
   前記歪観測部は、周波数帯ごとにそれぞれの遅延時間の予測値を用いて歪成分を観測する
   ことを特徴とする送信システム。
6. 請求項２記載の送信システムであって、
   前記プリディストータへの入力信号には、複数の周波数帯の信号が含まれており、
   前記遅延観測部は、周波数帯ごとに遅延時間を測定し、
   前記歪観測部は、周波数帯ごとにそれぞれの測定した遅延時間を用いて歪成分を観測する
   ことを特徴とする送信システム。
7. 請求項６記載の送信システムであって、
   前記方向性結合器は複数の方向性結合部を有し、各方向性結合部は、前記電力増幅器の出力から、前記複数の周波数帯の中の互いに異なるいずれか１つを抽出して、周波数帯ごとのＲＦ観測信号とし、
   前記周波数帯ごとに、前記パイロット信号を送信してから前記周波数帯ごとのＲＦ観測信号に含まれる前記パイロット信号を受信するまでの時間を、キャリア遅延時間として観測する子局遅延観測器も備え、
   前記プリディストータは、周波数帯ごとに出力信号に遅延を与えるキャリア遅延部と、前記子局遅延観測器で観測した周波数帯ごとのキャリア遅延時間があらかじめ定めた範囲内になるように、前記キャリア遅延部を調整するキャリア遅延調整部も備える
   ことを特徴とする送信システム。

Images