JP2018182623A - 歪みキャンセル装置および歪みキャンセル方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ＰＩＭをキャンセルするときの処理時間を改善すること。【解決手段】歪みキャンセル装置は、送信信号取得部と、受信信号取得部と、キャンセル信号生成部と、影響度算出部と、キャンセル部と、を有する。送信信号取得部は、異なる周波数で無線送信される複数の送信信号を取得する。受信信号取得部は、複数の送信信号によって発生する複数の相互変調信号（ＩＭ信号）が付加された受信信号を取得する。キャンセル信号生成部は、複数の送信信号と受信信号とを用いた演算式により、受信信号に付加された複数のＩＭ信号にそれぞれ対応する複数のキャンセル信号を生成する。影響度算出部は、受信信号の帯域内における複数のＩＭ信号の各々の信号レベルの大きさを示す影響度を算出する。キャンセル部は、複数のキャンセル信号に基づいて、受信信号に付加された複数のＩＭ信号のうち、影響度が高いＩＭ信号を先にキャンセルする。【選択図】図５

Description

本発明は、歪みキャンセル装置および歪みキャンセル方法に関する。

近年、無線通信システムにおけるスループットを向上することを目的として、例えばキャリアアグリゲーションやＭＩＭＯ（Multi Input Multi Output）などの技術が導入されている。キャリアアグリゲーションは、周波数が異なる複数のキャリアを用いて基地局装置と無線端末装置とが通信する技術である。また、ＭＩＭＯは、送信側が複数の送信アンテナからそれぞれ異なるデータを送信し、受信側が複数の受信アンテナにおける受信信号に基づいて各送信アンテナから送信されたデータを分離する技術である。

これらの技術が導入されることにより、基地局装置及び無線端末装置などの無線通信装置内外においては、周波数が異なる様々な信号が伝送されている。そして、これらの信号の伝送路上に例えば金属などの歪み発生源が存在すると、周波数が異なる信号の相互変調によって、相互変調信号が発生する。すなわち、それぞれの信号の周波数の倍数の和や差の周波数を有する相互変調信号が歪み発生源において発生する。そして、相互変調信号の周波数が無線通信装置の受信周波数帯に含まれる場合には、相互変調信号によって受信信号の復調及び復号が阻害され、受信品質が低下する。

このような相互変調信号による受信品質低下を抑制するために、例えば無線通信装置から送信される送信信号と他の無線通信装置から送信される干渉信号との相互変調による相互変調信号を近似的に再生し、受信信号に含まれる相互変調信号を相殺することなどが検討されている。

周波数が異なる複数の信号から発生する相互変調信号（以下、ＩＭ信号と記載する）は、演算によって再生することが可能である。例えば、ＬＴＥ（Long Term Evolution）の周波数帯域幅を１０ＭＨｚとし、送信信号Ｔｘ１、Ｔｘ２の中心周波数をそれぞれｆ１＝１５３９［ＭＨｚ］、ｆ２＝１５２３［ＭＨｚ］とする。この場合、３次の相互変調歪は、以下の中心周波数／帯域幅で発生する。ただし、ＬＴＥにおける実行帯域幅は、上記周波数帯域幅の０．９倍とする。この場合では、実行帯域幅は９ＭＨｚとしている。
１５３９ＭＨｚ／２７ＭＨｚ
１５２３ＭＨｚ／２７ＭＨｚ
１５０７ＭＨｚ／２７ＭＨｚ
１５５５ＭＨｚ／２７ＭＨｚ
１５３９ＭＨｚ／２７ＭＨｚ
１５２３ＭＨｚ／２７ＭＨｚ

これらは以下の計算式によって算出された値である。
１５３９［ＭＨｚ］＝ｆ１＊ｆ１＊ｃｏｎｊ（ｆ１）
１５２３［ＭＨｚ］＝ｆ１＊ｆ２＊ｃｏｎｊ（ｆ１）
１５０７［ＭＨｚ］＝ｆ２＊ｆ２＊ｃｏｎｊ（ｆ１）
１５５５［ＭＨｚ］＝ｆ１＊ｆ１＊ｃｏｎｊ（ｆ２）
１５３９［ＭＨｚ］＝ｆ１＊ｆ２＊ｃｏｎｊ（ｆ２）
１５２３［ＭＨｚ］＝ｆ２＊ｆ２＊ｃｏｎｊ（ｆ２）

すなわち、受信信号Ｒｘの中心周波数を１５０９［ＭＨｚ］とすれば、ｆ１＊ｆ２＊ｃｏｎｊ（ｆ１）、ｆ２＊ｆ２＊ｃｏｎｊ（ｆ１）、ｆ２＊ｆ２＊ｃｏｎｊ（ｆ２）の３次相互変調歪が受信帯域に重なり、ＰＩＭ（Passive Intermodulation）を発生させる。

図１０は、各３次相互変調歪の中心周波数、最小周波数、最大周波数と、ＩＭ信号の帯域幅と、ＰＩＭの発生の有無と、離調周波数との一例を示す説明図である。離調周波数は、受信信号Ｒｘの中心周波数から３次相互変調歪の信号（ＩＭ信号）の中心周波数までの差の周波数を示す。

図１１は、離調周波数とＩＭ信号の信号レベル（電力）との関係の一例を示す説明図である。図１１に示すように、一般的に、ＩＭ信号の信号レベルは、ＩＭ信号の中心周波数に近いほど高く、ＩＭ信号の中心周波数から遠ざかるに連れて下がる。

図１２は、ＩＭ信号の信号レベルとその信号レベルを収束させるまでの収束時間（経過時間）との関係の一例を示す説明図である。曲線Ｌ１は、受信信号Ｒｘの中心周波数から遠いＰＩＭを先にキャンセルする場合のＩＭ信号の信号レベルと収束時間との関係を示す。曲線Ｌ２は、受信信号Ｒｘの中心周波数から近いＰＩＭを先にキャンセルする場合のＩＭ信号の信号レベルと収束時間との関係を示す。

上述のように、ＩＭ信号の信号レベルは、ＩＭ信号の中心周波数に近いほど高く、ＩＭ信号の中心周波数から遠ざかるに連れて下がる。すなわち、受信信号Ｒｘの中心周波数から近いＰＩＭの影響力の方が強い。したがって、受信信号Ｒｘの中心周波数から遠いＰＩＭを先にキャンセルしても（図１２の曲線Ｌ１を参照）、受信信号Ｒｘの中心周波数から近いＰＩＭを先にキャンセルする場合（図１２の曲線Ｌ２を参照）と比べて、そのキャンセル効果が見え難い。

そのため、ＩＭ信号の信号レベルを収束させるまでの収束時間が最終的に同一であっても、収束するまでの過程に差が発生する。例えば、受信信号Ｒｘの中心周波数から遠いＰＩＭを先にキャンセルする場合、設定時間までにＩＭ信号の信号レベルを設定レベルまで下げるというスペックを満たさないことがある。

上記問題が発生することがあるため、受信信号Ｒｘの中心周波数から近いＰＩＭを先にキャンセルする処理を、受信信号Ｒｘの中心周波数から遠いＰＩＭを先にキャンセルする処理よりも優先して実施することが好ましい。

特表２００９−５２６４４２号公報

しかしながら、上述の例では、単純に受信信号Ｒｘの中心周波数とＩＭ信号の中心周波数との離調周波数で判断しているので、各送信信号の帯域幅が異なる場合は、以下のような問題が発生する。

図１３および図１４は、受信信号Ｒｘと、帯域幅３６ＭＨｚ、５４ＭＨｚのＩＭ信号との離調周波数の一例を示す説明図である。図１３および図１４に示すように、受信信号Ｒｘの中心周波数からの離調周波数は帯域幅３６ＭＨｚのＩＭ信号と５４ＭＨｚのＩＭ信号とで同一であるが、ＰＩＭの影響としては５４ＭＨｚのＩＭ信号の方が大きい。そのため、単純に受信信号Ｒｘの中心周波数とＩＭ信号の中心周波数との離調周波数で判断することが出来なくなる。すなわち、複数のＰＩＭのうち、最優先にキャンセルするべきＰＩＭがどれなのかが分からなくなる。その結果、ＰＩＭをキャンセルするときの処理時間が長くなるという問題が発生する。

開示の技術は、かかる点に鑑みてなされたものであって、ＰＩＭをキャンセルするときの処理時間を改善することができる歪みキャンセル装置および歪みキャンセル方法を提供することを目的とする。

１つの態様では、歪みキャンセル装置は、送信信号取得部と、受信信号取得部と、キャンセル信号生成部と、影響度算出部と、キャンセル部と、を有する。送信信号取得部は、異なる周波数で無線送信される複数の送信信号を取得する。受信信号取得部は、複数の送信信号によって発生する複数の相互変調信号（ＩＭ信号）が付加された受信信号を取得する。キャンセル信号生成部は、複数の送信信号と受信信号とを用いた演算式により、受信信号に付加された複数のＩＭ信号にそれぞれ対応する複数のキャンセル信号を生成する。影響度算出部は、受信信号の帯域内における複数のＩＭ信号の各々の信号レベルの大きさを示す影響度を算出する。キャンセル部は、複数のキャンセル信号に基づいて、受信信号に付加された複数のＩＭ信号のうち、影響度が高いＩＭ信号を先にキャンセルする。

１つの側面では、ＰＩＭをキャンセルするときの処理時間を改善することができる。

図１は、実施例１に係る無線通信システムの構成の一例を示すブロック図である。 図２は、本発明の概念を説明するための図である。 図３は、本発明の概念を説明するための図である。 図４は、本発明の概念を説明するための図である。 図５は、実施例１に係る無線通信システムのキャンセル装置のプロセッサの機能の一例を示すブロック図である。 図６は、実施例１に係る無線通信システムにおいて、各３次相互変調歪の中心周波数、最小周波数、最大周波数と、ＰＩＭの発生の有無と、ＩＭ信号の帯域幅と、離調周波数と、影響度と、優先順位との一例を示す説明図である。 図７は、実施例１に係る無線通信システムのキャンセル装置の歪みキャンセル処理の一例を示すフローチャートである。 図８は、実施例２に係る無線通信システムにおいて、各３次相互変調歪の中心周波数、最小周波数、最大周波数と、ＰＩＭの発生の有無と、ＩＭ信号の帯域幅と、離調周波数と、影響度と、優先順位との一例を示す説明図である。 図９は、実施例２に係る無線通信システムのキャンセル装置の歪みキャンセル処理の一例を示すフローチャートである。 図１０は、各３次相互変調歪の中心周波数、最小周波数、最大周波数と、ＩＭ信号の帯域幅と、ＰＩＭの発生の有無と、離調周波数との一例を示す説明図である。 図１１は、離調周波数とＩＭ信号の信号レベル（電力）との関係の一例を示す説明図である。 図１２は、ＩＭ信号の信号レベルとその信号レベルを収束させるまでの収束時間（経過時間）との関係の一例を示す説明図である。 図１３は、受信信号Ｒｘと、帯域幅３６ＭＨｚ、５４ＭＨｚのＩＭ信号との離調周波数の一例を示す説明図である。 図１４は、受信信号Ｒｘと、帯域幅３６ＭＨｚ、５４ＭＨｚのＩＭ信号との離調周波数の一例を示す説明図である。

以下、本願が開示する歪みキャンセル装置および歪みキャンセル方法の実施例について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施例により本発明が限定されるものではない。

［無線通信システムの構成］
図１は、実施例１に係る無線通信システムの構成の一例を示すブロック図である。実施例１に係る無線通信システムは、ＲＥＣ（Radio Equipment Control）１００と、キャンセル装置２００と、ＲＥ（Radio Equipment）３００ａ、３００ｂとを有する。なお、図１においては、２つのＲＥ３００ａ、３００ｂを図示したが、１つまたは３つ以上のＲＥがキャンセル装置２００に接続されていても良い。また、１つのＲＥＣを図示したが、２つ以上のＲＥＣがキャンセル装置２００に接続されていても良い。

ＲＥＣ１００は、ベースバンド処理を実行し、送信データを含むベースバンド信号をキャンセル装置２００へ送信する。また、ＲＥＣ１００は、受信データを含むベースバンド信号をキャンセル装置２００から受信し、このベースバンド信号に対してベースバンド処理を施す。具体的には、ＲＥＣ１００は、プロセッサ１１０と、メモリ１２０と、インタフェース１３０とを有する。

プロセッサ１１０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）またはＤＳＰ（Digital Signal Processor）などを備え、ＲＥ３００ａ、３００ｂそれぞれから送信される送信信号を生成する。本実施例においては、ＲＥ３００ａが２本のアンテナ３１０ａ、３１１ａからそれぞれ互いに異なる周波数ｆ１、ｆ２で送信信号を送信し、ＲＥ３００ｂが２本のアンテナ３１０ｂ、３１１ｂからそれぞれ互いに異なる周波数ｆ３、ｆ４で送信信号を送信する場合を例に説明する。このため、プロセッサ１１０は、ＲＥ３００ａの２本のアンテナ３１０ａ、３１１ａそれぞれから送信される送信信号Ｔｘ１、Ｔｘ２と、ＲＥ３００ｂの２本のアンテナ３１０ｂ、３１１ｂそれぞれから送信される送信信号Ｔｘ３、Ｔｘ４と、を生成する。また、プロセッサ１１０は、ＲＥ３００ａ、３００ｂによって受信された受信信号から受信データを得る。

メモリ１２０は、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）またはＲＯＭ（Read Only Memory）などを備え、プロセッサ１１０が処理を実行するために使用する情報を記憶する。

インタフェース１３０は、例えば光ファイバなどでキャンセル装置２００と接続され、キャンセル装置２００との間でベースバンド信号を送受信する。インタフェース１３０が送信するベースバンド信号には、上述した送信信号Ｔｘ１、Ｔｘ２、Ｔｘ３、Ｔｘ４が含まれる。

キャンセル装置２００は、ＲＥＣ１００とＲＥ３００ａ、３００ｂとの間に接続され、ＲＥＣ１００とＲＥ３００ａ、３００ｂとの間で送受信されるベースバンド信号を中継する。また、キャンセル装置２００は、送信信号Ｔｘ１、Ｔｘ２、Ｔｘ３、Ｔｘ４に基づいて、相互変調信号に対応するキャンセル信号を生成し、受信信号にキャンセル信号を合成する。

なお、相互変調信号等の高次歪（例えば、３次歪）は、単一の送信信号、例えば、送信信号Ｔｘ１から発生する場合と、複数の送信信号、例えば、周波数の異なる送信信号Ｔｘ１と送信信号Ｔｘ２から発生する場合とがある。本実施例においては、高次歪として歪み発生源に送信信号Ｔｘ１、Ｔｘ２が照射されて相互変調信号が発生し、この相互変調信号の周波数がＲＥ３００ａ、３００ｂの受信周波数帯に含まれるものとする。すなわち、キャンセル装置２００は、送信信号Ｔｘ１、Ｔｘ２の相互変調によって発生する相互変調信号を受信信号からキャンセルする。

キャンセル装置２００は、インタフェース２１０、２４０と、プロセッサ２２０と、メモリ２３０とを有する。

インタフェース２１０は、ＲＥＣ１００と接続され、ＲＥＣ１００との間でベースバンド信号を送受信する。すなわち、インタフェース２１０は、プロセッサ１１０によって生成された送信信号をＲＥＣ１００のインタフェース１３０から受信する。また、インタフェース２１０は、ＲＥ３００ａ、３００ｂによって受信された受信信号をＲＥＣ１００のインタフェース１３０へ送信する。

プロセッサ２２０は、例えばＣＰＵ、ＦＰＧＡまたはＤＳＰなどを備え、インタフェース２１０によって受信された複数の送信信号に基づいて、相互変調信号をキャンセルするためのキャンセル信号を生成する。また、プロセッサ２２０は、インタフェース２４０によって受信された受信信号にキャンセル信号を合成し、受信信号に付加された相互変調信号をキャンセルする。プロセッサ２２０の機能については、後に詳述する。

メモリ２３０は、例えばＲＡＭまたはＲＯＭなどを備え、プロセッサ２２０が処理を実行するために使用する情報を記憶する。すなわち、メモリ２３０は、例えばプロセッサ２２０がキャンセル信号を生成する際に使用するパラメータなどを記憶する。

インタフェース２４０は、例えば光ファイバなどでＲＥ３００ａ、３００ｂと接続され、ＲＥ３００ａ、３００ｂとの間でベースバンド信号を送受信する。すなわち、インタフェース２４０は、ＲＥＣ１００から受信された送信信号をＲＥ３００ａ、３００ｂへ送信する。また、インタフェース２４０は、ＲＥ３００ａ、３００ｂによって受信された受信信号をＲＥ３００ａ、３００ｂから受信する。インタフェース２４０がＲＥ３００ａ、３００ｂから受信する受信信号には、周波数ｆ１の信号および周波数ｆ２の信号の相互変調によって発生した相互変調信号が付加されている。

ＲＥ３００ａ、３００ｂは、キャンセル装置２００から受信したベースバンド信号をそれぞれ無線周波数ｆ１〜ｆ４にアップコンバートし、アンテナを介して送信する。すなわち、ＲＥ３００ａは、送信信号Ｔｘ１、Ｔｘ２をそれぞれ周波数ｆ１、ｆ２にアップコンバートし、アンテナ３１０ａ、３１１ａから送信する。そして、ＲＥ３００ｂは、送信信号Ｔｘ３、Ｔｘ４をそれぞれ周波数ｆ３、ｆ４にアップコンバートし、アンテナ３１０ｂ、３１１ｂから送信する。また、ＲＥ３００ａ、３００ｂは、アンテナを介して受信した受信信号をベースバンド周波数にダウンコンバートし、キャンセル装置２００へ送信する。ＲＥ３００ａ、３００ｂによって受信される受信信号には、上記の周波数ｆ１、ｆ２の信号の相互変調によって発生した相互変調信号が付加されている。

［キャンセル信号］
上述したように、キャンセル装置２００のプロセッサ２２０は、送信信号Ｔｘ１、Ｔｘ２の相互変調によって発生する相互変調信号のキャンセル信号を生成する。キャンセル信号は、複数の送信信号によって発生する相互変調信号のレプリカであり、その生成には、例えば以下のキャンセル式（１）を用いることができる。ただし、式（１）は、周波数（ｆ１＋ｆ２−ｆ１）、（２ｆ２−ｆ１）および（２ｆ２−ｆ２）が受信周波数帯に含まれる場合に、この受信周波数帯における３次歪みをキャンセルするキャンセル信号Ｃを生成する式である。
Ｃ＝ｐ１・Ｔｘ１・Ｔｘ２・ｃｏｎｊ（Ｔｘ１）
＋ｐ２・Ｔｘ２・Ｔｘ２・ｃｏｎｊ（Ｔｘ１）
＋ｐ３・Ｔｘ２・Ｔｘ２・ｃｏｎｊ（Ｔｘ２） ・・・（１）

式（１）において、ｐ１〜ｐ３は所定の係数であり、ｃｏｎｊ（ｘ）はｘの複素共役を示す。キャンセル式（１）にはｐ１〜ｐ３の３個の係数が含まれ、キャンセル式（１）を用いてキャンセル信号Ｃを算出する場合には、これらの３個の係数を求めてからキャンセル信号Ｃが算出される。

ここでは相互変調信号を３次まで考慮しているが、５次、７次など高次の相互変調信号を上式（１）に加えても良い。

［本発明の概念］
本発明では、受信信号Ｒｘに与えるＰＩＭの影響度が高いＩＭ信号から先にキャンセルする。影響度は、受信信号Ｒｘの帯域内における相互変調信号（以下、ＩＭ信号と記載する）の各々の信号レベルの大きさを示す（例えば、図１３および図１４を参照）。これにより、本発明では、ＰＩＭをキャンセルするときの処理時間を改善することができる。

ここで、影響度をＩＲとしたとき、影響度ＩＲ［％］は、例えば以下の式（２）を用いることができる。
ＩＲ＝｛（Ｂ_ＩＭ＋Ｂ_ＲＸ）／２−ａｂｓ（ｆ_ＲＸ−ｆ_ＩＭ）｝／｛（Ｂ_ＩＭ＋Ｂ_ＲＸ）／２｝
・・・（２）

式（２）において、Ｂ_ＩＭは、ＩＭ信号の帯域幅を示し、Ｂ_ＲＸは、受信信号Ｒｘの帯域幅を示す。また、ｆ_ＲＸは、受信信号Ｒｘの中心周波数を示し、ｆ_ＩＭは、ＩＭ信号の中心周波数を示す。

なお、（Ｂ_ＩＭ＋Ｂ_ＲＸ）／２−ａｂｓ（ｆ_ＲＸ−ｆ_ＩＭ）≦０の場合は、受信信号ＲｘとＩＭ信号とが重なっていないことを意味する。図２〜４は、本発明の概念を説明するための図である。

例えば、図２に示すように、ＩＭ信号の最小周波数が受信信号Ｒｘの最大周波数と同じである場合、影響度ＩＲは０［％］である。

例えば、図３に示すように、ＩＭ信号の中心周波数が受信信号Ｒｘの中心周波数と同じである場合（ｆ_ＩＭ＝ｆ_ＲＸ）、影響度ＩＲは１００［％］である。

例えば、図４に示すように、ＩＭ信号の中心周波数が、ＩＭ信号の帯域幅と受信信号Ｒｘの帯域幅との加算値を４で除算した値に受信信号Ｒｘの中心周波数を加算した値と同じである場合（ｆ_ＩＭ＝ｆ_ＲＸ＋（Ｂ_ＩＭ＋Ｂ_ＲＸ）／４）、影響度ＩＲは５０［％］である。

［キャンセル装置の機能構成］
図５は、実施例１に係る無線通信システムのキャンセル装置２００のプロセッサ２２０の機能の一例を示すブロック図である。プロセッサ２２０は、送信信号取得部２２１と、送信信号送出部２２２と、受信信号取得部２２３と、キャンセル部２２４と、受信信号送出部２２５と、影響度算出部２５１と、キャンセル信号生成部２５４とを有する。キャンセル信号生成部２５４は、キャンセル式生成部２５２と、係数生成部２５３とを有する。

送信信号取得部２２１は、インタフェース２１０によってＲＥＣ１００から受信された送信信号を取得する。すなわち、送信信号取得部２２１は、送信信号Ｔｘ１、Ｔｘ２、Ｔｘ３、Ｔｘ４を取得する。

送信信号送出部２２２は、送信信号取得部２２１によって取得された送信信号を、インタフェース２４０を介してＲＥ３００ａ、３００ｂへ送出する。具体的には、送信信号送出部２２２は、送信信号Ｔｘ１、Ｔｘ２をＲＥ３００ａへ送出し、送信信号Ｔｘ３、Ｔｘ４をＲＥ３００ｂへ送出する。

受信信号取得部２２３は、インタフェース２４０によってＲＥ３００ａ、３００ｂから受信された受信信号を取得する。受信信号取得部２２３によって取得される受信信号には、送信信号Ｔｘ１、Ｔｘ２の相互変調によって発生したＩＭ信号が付加されている。

キャンセル部２２４は、キャンセル信号生成部２５４のキャンセル式生成部２５２によってキャンセル式が用いられて生成されるキャンセル信号Ｃを受信信号に合成する。すなわち、キャンセル部２２４は、ＩＭ信号が付加された受信信号にキャンセル信号Ｃを合成（加算）することにより、ＩＭ信号をキャンセルする。

受信信号送出部２２５は、ＩＭ信号がキャンセルされた後の受信信号を、インタフェース２１０を介してＲＥＣ１００へ送出する。

影響度算出部２５１は、送信信号取得部２２１によって取得された送信信号Ｔｘ１、Ｔｘ２から複数のＩＭ信号を算出する。そして、影響度算出部２５１は、受信信号Ｒｘの帯域内における複数のＩＭ信号の各々の信号レベルの大きさを示す影響度ＩＲを算出する。すなわち、影響度算出部２５１は、受信信号Ｒｘに与えるＰＩＭの影響度ＩＲを算出する。影響度ＩＲは、上式（２）により算出される。影響度算出部２５１は、影響度ＩＲに基づいて、受信信号Ｒｘに重なる複数のＩＭ信号を生成する送信信号Ｔｘ１、Ｔｘ２の組み合わせをキャンセル信号生成部２５４のキャンセル式生成部２５２に設定する。

キャンセル信号生成部２５４において、影響度算出部２５１により設定された各キャンセル式生成部２５２は、送信信号取得部２２１によって取得された送信信号Ｔｘ１、Ｔｘ２からＩＭ信号を生成する。そして、各キャンセル式生成部２５２は、ＩＭ信号からキャンセル信号Ｃを生成するためのキャンセル式を生成する。具体的には、各キャンセル式生成部２５２は、キャンセル式の係数が係数生成部２５３によって決定されると、上式（１）に含まれる以下の式（３）〜（５）をキャンセル信号Ｃとして生成する。
Ｃ＝ｐ１・Ｔｘ１・Ｔｘ２・ｃｏｎｊ（Ｔｘ１） ・・・（３）
Ｃ＝ｐ２・Ｔｘ２・Ｔｘ２・ｃｏｎｊ（Ｔｘ１） ・・・（４）
Ｃ＝ｐ３・Ｔｘ２・Ｔｘ２・ｃｏｎｊ（Ｔｘ２） ・・・（５）

これにより、複数のキャンセル式生成部２５２によって複数のＩＭ信号にそれぞれ対応する複数のキャンセル信号Ｃが生成される。その結果、キャンセル部２２４によって、複数のキャンセル信号Ｃに基づいて、受信信号Ｒｘに付加された複数のＩＭ信号のうち、影響度ＩＲが高いＩＭ信号が先にキャンセルされる。

キャンセル信号生成部２５４において、係数生成部２５３は、キャンセル式に含まれる係数を例えばＬＭＳ（Least Mean Square）アルゴリズムや最小二乗法などによって決定する。すなわち、係数生成部２５３は、上式（３）〜（５）にそれぞれ含まれる係数ｐ１〜ｐ３を、例えば受信信号Ｒｘを用いたＬＭＳアルゴリズムなどにより決定する。また、係数生成部２５３は、例えばキャンセル信号Ｃと受信信号Ｒｘとの相関を最大にする係数ｐ１〜ｐ３を決定しても良い。そして、係数生成部２５３は、決定した係数ｐ１〜ｐ３を各キャンセル式生成部２５２へ通知する。

なお、本実施例では、係数生成部２５３は、各キャンセル式生成部２５２に対して共通に設けられているが、キャンセル式生成部２５２毎に設けられてもよい。

［具体例］
ここで、影響度ＩＲと、その優先順位とについて、具体例をあげて説明する。図６は、実施例１に係る無線通信システムにおいて、各３次相互変調歪の中心周波数、最小周波数、最大周波数と、ＰＩＭの発生の有無と、ＩＭ信号の帯域幅と、離調周波数と、影響度ＩＲと、優先順位との一例を示す説明図である。離調周波数は、受信信号Ｒｘの中心周波数からＩＭ信号の中心周波数までの差の周波数を示す。

例えば、ＬＴＥにおいて、ＬＴＥの周波数帯域幅を１０ＭＨｚとし、送信信号Ｔｘ１の中心周波数をｆ１＝１５３９［ＭＨｚ］とする。ＬＴＥの周波数帯域幅を２０ＭＨｚとし、送信信号Ｔｘ２の中心周波数をｆ２＝１５２３［ＭＨｚ］とする。この場合、３次の相互変調歪は、以下の中心周波数／帯域幅で発生する。
１５３９ＭＨｚ／２７ＭＨｚ
１５２３ＭＨｚ／３６ＭＨｚ
１５０７ＭＨｚ／４５ＭＨｚ
１５５５ＭＨｚ／３６ＭＨｚ
１５３９ＭＨｚ／４５ＭＨｚ
１５２３ＭＨｚ／５４ＭＨｚ

これらは以下の計算式によって算出された値である。
１５３９［ＭＨｚ］＝ｆ１＊ｆ１＊ｃｏｎｊ（ｆ１）
１５２３［ＭＨｚ］＝ｆ１＊ｆ２＊ｃｏｎｊ（ｆ１）
１５０７［ＭＨｚ］＝ｆ２＊ｆ２＊ｃｏｎｊ（ｆ１）
１５５５［ＭＨｚ］＝ｆ１＊ｆ１＊ｃｏｎｊ（ｆ２）
１５３９［ＭＨｚ］＝ｆ１＊ｆ２＊ｃｏｎｊ（ｆ２）
１５２３［ＭＨｚ］＝ｆ２＊ｆ２＊ｃｏｎｊ（ｆ２）

すなわち、受信信号Ｒｘの中心周波数を１５０９［ＭＨｚ］とすれば、ｆ１＊ｆ２＊ｃｏｎｊ（ｆ１）、ｆ２＊ｆ２＊ｃｏｎｊ（ｆ１）、ｆ２＊ｆ２＊ｃｏｎｊ（ｆ２）の３次相互変調歪が受信帯域に重なり、ＰＩＭを発生させる。この場合、ｆ１＊ｆ２＊ｃｏｎｊ（ｆ１）、ｆ２＊ｆ２＊ｃｏｎｊ（ｆ１）、ｆ２＊ｆ２＊ｃｏｎｊ（ｆ２）の３次相互変調歪に対する影響度ＩＲは、それぞれ、３７．８、９２．６、５５、６［％］である。

そして、影響度ＩＲが高い順に、優先順位が設定される。この場合、まず、受信信号Ｒｘに付加された複数のＩＭ信号のうち、優先順位が１位であるＩＭ信号（影響度ＩＲが９２．６［％］であるＩＭ信号）が、式（４）で生成されるキャンセル信号Ｃによりキャンセルされる。次に、受信信号Ｒｘに付加された複数のＩＭ信号のうち、優先順位が２位であるＩＭ信号（影響度ＩＲが５５、６［％］であるＩＭ信号）が、式（５）で生成されるキャンセル信号Ｃによりキャンセルされる。次に、受信信号Ｒｘに付加された複数のＩＭ信号のうち、優先順位が３位であるＩＭ信号（影響度ＩＲが３７．８［％］であるＩＭ信号）が、式（３）で生成されるキャンセル信号Ｃによりキャンセルされる。

このように、実施例１に係る無線通信システムでは、上述の影響度ＩＲを用いることにより、その優先順位が分かる。したがって、実施例１に係る無線通信システムは、影響度ＩＲが高いＩＭ信号から優先してキャンセルすることにより、ＰＩＭをキャンセルするときの処理時間を改善することができる。

［歪みキャンセル処理］
図７は、実施例１に係る無線通信システムのキャンセル装置２００の歪みキャンセル処理の一例を示すフローチャートである。

ＲＥＣ１００から送信される送信信号Ｔｘ１、Ｔｘ２は、インタフェース２１０を介してプロセッサ２２０の送信信号取得部２２１によって取得される（ステップＳ１０１）。なお、送信信号取得部２２１によって取得された送信信号は、送信信号送出部２２２からインタフェース２４０を介してＲＥ３００ａ、３００ｂへ送出される。一方、ＲＥ３００ａ、ＲＥ３００ｂによって受信される受信信号Ｒｘは、インタフェース２４０を介してプロセッサ２２０の受信信号取得部２２３によって取得される（ステップＳ１０２）。ＲＥ３００ａ、ＲＥ３００ｂにおける受信信号Ｒｘには、それぞれ送信信号Ｔｘ１、Ｔｘ２の相互変調による相互変調信号が付加されている。

送信信号および受信信号が取得されると、プロセッサ２２０の影響度算出部２５１によって、送信信号Ｔｘ１、Ｔｘ２から複数のＩＭ信号が算出される（ステップＳ１０３）。その後、影響度算出部２５１によって、複数のＩＭ信号の信号レベルの大きさが推定されて、受信信号Ｒｘに与えるＰＩＭの影響度ＩＲが算出される（ステップＳ１０４）。影響度ＩＲは、上式（２）により算出される。そして、影響度算出部２５１によって、影響度ＩＲに基づいて、受信信号Ｒｘに重なる複数のＩＭ信号を生成する送信信号Ｔｘ１、Ｔｘ２の組み合わせがキャンセル式生成部２５２に設定される（ステップＳ１０５）。

その後、キャンセル信号生成部２５４において、影響度算出部２５１により設定された各キャンセル式生成部２５２によって、送信信号Ｔｘ１、Ｔｘ２からＩＭ信号が生成される。また、各キャンセル式生成部２５２により、ＩＭ信号からキャンセル信号Ｃを生成するためのキャンセル式が生成される（ステップＳ１０６）。すなわち、上式（３）〜（５）が生成される。そして、係数生成部２５３によって、例えば受信信号Ｒｘを用いた最小二乗法や相関検出などが実行されることにより、キャンセル式の係数が決定される（ステップＳ１０７）。ここでは、上式（３）〜（５）にそれぞれ含まれる係数ｐ１〜ｐ３が係数生成部２５３によって決定される。

係数が決定された場合、キャンセル式によってキャンセル信号Ｃを生成することが可能となるため、各キャンセル式生成部２５２によって、ＩＭ信号に対応するキャンセル信号Ｃが生成される（ステップＳ１０８）。生成されたキャンセル信号Ｃは、影響度ＩＲが高いＩＭ信号を優先して、キャンセル部２２４に出力される。ここでは、式（４）で生成されたキャンセル信号Ｃが先にキャンセル部２２４に出力される。次に、式（５）で生成されたキャンセル信号Ｃがキャンセル部２２４に出力され、その後に、式（３）で生成されたキャンセル信号Ｃがキャンセル部２２４に出力される。

そして、キャンセル部２２４によって、受信信号Ｒｘにキャンセル信号Ｃが合成（加算）されることにより（ステップＳ１０９）、受信信号Ｒｘに付加された複数のＩＭ信号がキャンセルされる。すなわち、上式（４）で生成されたキャンセル信号Ｃが受信信号Ｒｘに加算されることにより、受信信号Ｒｘに付加されたｆ２＊ｆ２＊ｃｏｎｊ（ｆ１）の相互変調歪がキャンセルされる。次に、上式（５）で生成されたキャンセル信号Ｃが受信信号Ｒｘに加算されることにより、受信信号Ｒｘに付加されたｆ２＊ｆ２＊ｃｏｎｊ（ｆ２）の相互変調歪がキャンセルされる。次に、上式（３）で生成されたキャンセル信号Ｃが受信信号Ｒｘに加算されることにより、受信信号Ｒｘに付加されたｆ１＊ｆ２＊ｃｏｎｊ（ｆ１）の相互変調歪がキャンセルされる。

複数のＩＭ信号がキャンセルされた後の受信信号Ｒｘは、受信信号送出部２２５によって、インタフェース２１０を介してＲＥＣ１００へ送出される（ステップＳ１１０）。

以上の説明により、実施例１に係る無線通信システムの歪みキャンセル装置（キャンセル装置２００）は、送信信号取得部２２１、受信信号取得部２２３、キャンセル信号生成部２５４、影響度算出部２５１、キャンセル部２２４を有する。送信信号取得部２２１は、異なる周波数で無線送信される複数の送信信号Ｔｘ１、Ｔｘ２を取得する。受信信号取得部２２３は、複数の送信信号Ｔｘ１、Ｔｘ２によって発生する複数の相互変調信号（ＩＭ信号）が付加された受信信号Ｒｘを取得する。キャンセル信号生成部２５４は、複数の送信信号Ｔｘ１、Ｔｘ２と受信信号Ｒｘとを用いた演算式により、受信信号Ｒｘに付加された複数のＩＭ信号にそれぞれ対応する複数のキャンセル信号Ｃを生成する。影響度算出部２５１は、受信信号Ｒｘの帯域内における複数のＩＭ信号の各々の信号レベルの大きさを示す影響度ＩＲを算出する。すなわち、影響度算出部２５１は、受信信号Ｒｘに与える相互変調歪（ＰＩＭ）の影響度ＩＲを算出する。影響度ＩＲは、上式（２）により算出される。キャンセル部２２４は、複数のキャンセル信号Ｃに基づいて、受信信号Ｒｘに付加された複数のＩＭ信号のうち、影響度ＩＲが高いＩＭ信号を先にキャンセルする。実施例１に係る無線通信システムによれば、影響度ＩＲが高いＩＭ信号から優先してキャンセルすることにより、ＰＩＭをキャンセルするときの処理時間を改善することができる。

なお、実施例１では、受信信号Ｒｘに付加された複数のＩＭ信号のうち、影響度ＩＲが高いＩＭ信号を先にキャンセルしているが、これに限定されない。実施例２では、影響度ＩＲが閾値以下のＩＭ信号についてはキャンセルしない。この場合の実施例を実施例２として以下に説明する。なお、実施例２では、実施例１と同一の構成には同一符号を付すことで、その重複する構成及び動作の説明については省略する。

［具体例］
ここで、影響度ＩＲと、その優先順位とについて、具体例をあげて説明する。図８は、実施例２に係る無線通信システムにおいて、各３次相互変調歪の中心周波数、最小周波数、最大周波数と、ＰＩＭの発生の有無と、ＩＭ信号の帯域幅と、離調周波数と、影響度ＩＲと、優先順位との一例を示す説明図である。図８においては、影響度ＩＲが３７．８［％］であるＩＭ信号が強調表示されているところが、図６と異なる。

例えば、影響度ＩＲの閾値は、５０［％］に設定されているものとする。ここで、影響度ＩＲが５０％以下のＩＭ信号についてキャンセルしないようにすることで、影響度算出部２５１は、キャンセル式生成部２５２を設定する個数を削減することが可能となる。

［歪みキャンセル処理］
図９は、実施例２に係る無線通信システムのキャンセル装置２００の歪みキャンセル処理の一例を示すフローチャートである。図９においては、図７のステップＳ１０５〜Ｓ１０７に代えて、ステップＳ１１５〜Ｓ１１７が実行される。

ＲＥＣ１００から送信される送信信号Ｔｘ１、Ｔｘ２は、インタフェース２１０を介してプロセッサ２２０の送信信号取得部２２１によって取得される（ステップＳ１０１）。なお、送信信号取得部２２１によって取得された送信信号は、送信信号送出部２２２からインタフェース２４０を介してＲＥ３００ａ、３００ｂへ送出される。一方、ＲＥ３００ａ、ＲＥ３００ｂによって受信される受信信号Ｒｘは、インタフェース２４０を介してプロセッサ２２０の受信信号取得部２２３によって取得される（ステップＳ１０２）。ＲＥ３００ａ、ＲＥ３００ｂにおける受信信号Ｒｘには、それぞれ送信信号Ｔｘ１、Ｔｘ２の相互変調による相互変調信号が付加されている。

送信信号および受信信号が取得されると、プロセッサ２２０の影響度算出部２５１によって、送信信号Ｔｘ１、Ｔｘ２から複数のＩＭ信号が算出される（ステップＳ１０３）。その後、影響度算出部２５１によって、複数のＩＭ信号の信号レベルの大きさが推定されて、受信信号Ｒｘに与えるＰＩＭの影響度ＩＲが算出される（ステップＳ１０４）。影響度ＩＲは、上式（２）により算出される。そして、影響度算出部２５１によって、影響度ＩＲに基づいて、受信信号Ｒｘに重なる複数のＩＭ信号を生成する送信信号Ｔｘ１、Ｔｘ２の組み合わせがキャンセル式生成部２５２に設定される（ステップＳ１１５）。実施例２では、影響度ＩＲが３７．８［％］であるＩＭ信号が除外される。すなわち、上式（３）が除外される。

その後、キャンセル信号生成部２５４において、影響度算出部２５１により設定された各キャンセル式生成部２５２によって、送信信号Ｔｘ１、Ｔｘ２からＩＭ信号が生成される。また、各キャンセル式生成部２５２により、ＩＭ信号からキャンセル信号Ｃを生成するためのキャンセル式が生成される（ステップＳ１１６）。すなわち、上式（４）、（５）が生成される。そして、係数生成部２５３によって、例えば受信信号Ｒｘを用いた最小二乗法や相関検出などが実行されることにより、キャンセル式の係数が決定される（ステップＳ１１７）。ここでは、上式（４）、（５）にそれぞれ含まれる係数ｐ２、ｐ３が係数生成部２５３によって決定される。

係数が決定された場合、キャンセル式によってキャンセル信号Ｃを生成することが可能となるため、各キャンセル式生成部２５２によって、ＩＭ信号に対応するキャンセル信号Ｃが生成される（ステップＳ１０８）。生成されたキャンセル信号Ｃは、影響度ＩＲが高いＩＭ信号を優先して、キャンセル部２２４に出力される。ここでは、式（４）で生成されたキャンセル信号Ｃが先にキャンセル部２２４に出力される。次に、式（５）で生成されたキャンセル信号Ｃがキャンセル部２２４に出力される。

そして、キャンセル部２２４によって、受信信号Ｒｘにキャンセル信号Ｃが合成（加算）されることにより（ステップＳ１０９）、受信信号Ｒｘに付加された複数のＩＭ信号がキャンセルされる。すなわち、上式（４）で生成されたキャンセル信号Ｃが受信信号Ｒｘに加算されることにより、受信信号Ｒｘに付加されたｆ２＊ｆ２＊ｃｏｎｊ（ｆ１）の相互変調歪がキャンセルされる。次に、上式（５）で生成されたキャンセル信号Ｃが受信信号Ｒｘに加算されることにより、受信信号Ｒｘに付加されたｆ２＊ｆ２＊ｃｏｎｊ（ｆ２）の相互変調歪がキャンセルされる。

複数のＩＭ信号がキャンセルされた後の受信信号Ｒｘは、受信信号送出部２２５によって、インタフェース２１０を介してＲＥＣ１００へ送出される（ステップＳ１１０）。

以上の説明により、実施例２に係る無線通信システムの歪みキャンセル装置（キャンセル装置２００）において、キャンセル部２２４は、実施例１の処理に加えて、以下の処理を行なう。具体的には、キャンセル部２２４は、複数のキャンセル信号Ｃに基づいて、受信信号Ｒｘに付加された複数の相互変調信号（ＩＭ信号）のうち、影響度ＩＲが高いＩＭ信号を先にキャンセルする。ここで、キャンセル部２２４は、受信信号Ｒｘに付加された複数のＩＭ信号のうち、影響度ＩＲが閾値よりも大きいＩＭ信号をキャンセルする。すなわち、実施例２に係る無線通信システムでは、影響度ＩＲが閾値以下のＩＭ信号についてはキャンセルしない。これにより、実施例２に係る無線通信システムでは、キャンセルする必要のないＩＭ信号に対してはキャンセル式生成部２５２を割り当てないことで、実施例１の効果に加えて、回路規模を削減することができる。

なお、上記各実施例においては、キャンセル装置２００のプロセッサ２２０によって歪みキャンセル処理が実行されるものとしたが、キャンセル装置２００は、必ずしも独立した装置として配置されなくても良い。すなわち、キャンセル装置２００のプロセッサ２２０の機能が例えばＲＥＣ１００のプロセッサ１１０に備えられていても良い。また、プロセッサ２２０と同等の機能を有するプロセッサがＲＥ３００ａまたはＲＥ３００ｂに備えられていても良い。

上記各実施例において説明した歪みキャンセル処理をコンピュータが実行可能なプログラムとして記述することも可能である。この場合、このプログラムをコンピュータが読み取り可能な記録媒体に格納し、コンピュータに導入することも可能である。コンピュータが読み取り可能な記録媒体としては、例えばＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤディスク、ＵＳＢメモリなどの可搬型記録媒体や、例えばフラッシュメモリなどの半導体メモリが挙げられる。

１００ ＲＥＣ
１１０ プロセッサ
１２０ メモリ
１３０ インタフェース
２００ キャンセル装置
２１０ インタフェース
２２０ プロセッサ
２２１ 送信信号取得部
２２２ 送信信号送出部
２２３ 受信信号取得部
２２４ キャンセル部
２２５ 受信信号送出部
２３０ メモリ
２４０ インタフェース
２５１ 影響度算出部
２５２ キャンセル式生成部
２５３ 係数生成部
２５４ キャンセル信号生成部
３００ａ、３００ｂ ＲＥ
３１０ａ、３１０ｂ、３１１ａ、３１１ｂ アンテナ

Claims (4)

1. 異なる周波数で無線送信される複数の送信信号を取得する送信信号取得部と、
   前記複数の送信信号によって発生する複数の相互変調信号が付加された受信信号を取得する受信信号取得部と、
   前記複数の送信信号と前記受信信号とを用いた演算式により、前記受信信号に付加された前記複数の相互変調信号にそれぞれ対応する複数のキャンセル信号を生成するキャンセル信号生成部と、
   前記受信信号の帯域内における前記複数の相互変調信号の各々の信号レベルの大きさを示す影響度を算出する影響度算出部と、
   前記複数のキャンセル信号に基づいて、前記受信信号に付加された前記複数の相互変調信号のうち、前記影響度が高い相互変調信号を先にキャンセルするキャンセル部と、
   を有することを特徴とする歪みキャンセル装置。
2. 前記相互変調信号の帯域幅をＢ_ＩＭとし、前記受信信号の帯域幅をＢ_ＲＸとし、前記相互変調信号の中心周波数をｆ_ＩＭとし、受信信号Ｒｘの中心周波数をｆ_ＲＸとし、前記影響度をＩＲとしたとき、前記影響度は、
   ＩＲ＝｛（Ｂ_ＩＭ＋Ｂ_ＲＸ）／２−ａｂｓ（ｆ_ＲＸ−ｆ_ＩＭ）｝／｛（Ｂ_ＩＭ＋Ｂ_ＲＸ）／２｝
   により表される、
   ことを特徴とする請求項１に記載の歪みキャンセル装置。
3. 前記キャンセル部は、前記受信信号に付加された前記複数の相互変調信号のうち、前記影響度が閾値よりも大きい相互変調信号をキャンセルすることを特徴とする請求項１または２に記載の歪みキャンセル装置。
4. 異なる周波数で無線送信される複数の送信信号を取得し、
   前記複数の送信信号によって発生する複数の相互変調信号が付加された受信信号を取得し、
   前記複数の送信信号と前記受信信号とを用いた演算式により、前記受信信号に付加された前記複数の相互変調信号にそれぞれ対応する複数のキャンセル信号を生成し、
   前記受信信号の帯域内における前記複数の相互変調信号の各々の信号レベルの大きさを示す影響度を算出し、
   前記複数のキャンセル信号に基づいて、前記受信信号に付加された前記複数の相互変調信号のうち、前記影響度が高い相互変調信号を先にキャンセルする、
   処理を有することを特徴とする歪みキャンセル方法。

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