JP3839731B2 - 無線基地局用装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、移動無線システムにおいて、サービスエリア（領域）を複数のセクタ（扇形）に分割してサービスを行う無線基地局用装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
無線通信方式において、周波数利用効率を高めるために一つの基地局のサービスエリアを複数のセクタに分割するセクタ方式がある。セクタ方式ではそれぞれのセクタにおける無線通信サービスを独立に提供しているために、一つの無線基地局にセクタごとに無線機器を別個に設置していた。例えば、ＰＤＣ（Personal degital cellular）で一般的である３セクタ対応基地局では、図３Ａに示すようにサービス領域が１２０度角間隔の３つのセクタＳＡ１，ＳＡ２，ＳＡ３に分割され、各セクタＳＡ１，ＳＡ２，ＳＡ３にそれぞれアンテナＡ１，Ａ２，Ａ３が設けられ、図３Ｂに示すように、アンテナＡ１，Ａ２，Ａ３はアンテナ共用器１１−１，１１−２，１１−３に接続される。セクタＳＡ１，ＳＡ２，ＳＡ３用の各変調装置１２−１，１２−２，１２−３よりの変調出力信号は送信増幅器１３−１，１３−２，１３−３でそれぞれ電力増幅され、フィーダ１４−１，１４−２，１４−３をそれぞれ通じ、更にアンテナ共用器１１−１，１１−２，１１−３をそれぞれ通じてアンテナＡ１，Ａ２，Ａ３に給電される。アンナテ共用器１１−１，１１−２，１１−３で分離されたアンテナＡ１，Ａ２，Ａ３の各受信信号は低雑音増幅器１５−１，１５−２，１５−３をそれぞれ通じて復調装置１６−１，１６−２，１６−３へ供給される。
【０００３】
つまり各セクタＳＡ１，ＳＡ２，ＳＡ３ごとにそれぞれアンテナＡｓ（ｓ＝１，２，３）、アンテナ共用器１１−ｓ、変調装置１２−ｓ、送信増幅器１３−ｓ、フィーダ１４−ｓ、低雑音増幅器１５−ｓ、復調器１６−ｓを備えるセクタ用無線装置１７−１，１７−２，１７−３を個別に設けて、各セクタＳＡ１，ＳＡ２，ＳＡ３ごとに無線通信サービスを独立に提供していた。
ところで複数系統の送信増幅器の低消費電力化を可能にする増幅器構成として、マルチポート増幅装置がある。典型的なマルチポート増幅装置の構成を図４に示す。マルチポート増幅装置は、例えば入力側ハイブリッド回路（多端子電力合成器）２１と、複数の主増幅器２２−１〜２２−Ｎと、出力側ハイブリッド回路（多端子電力合成器）２２にて構成される。入力側ハイブリッド回路２１及び出力側ハイブリッド回路２３は、一般にπ／２ハイブリッドを用いたバトラーマトリックス回路にて構成される。
【０００４】
マルチポート増幅装置は入力される信号を入力側多端子電力合成器（ハイブリッド回路）２１にて複数の主増幅器２２−１〜２２−Ｎに均等に分配して増幅し、これら増幅出力を出力側多端子電力合成器（ハイブリッド回路）２３で各系統に分配することで、各系統の負荷によらずマルチポート増幅装置の各増幅器２２−１〜２２−Ｎへの入力電力を均一にできる特徴がある。しかしながら、図３に示されるような従来の増幅器構成（個別構成）では、入力系統の負荷によらず各増幅器は最大負荷を想定して設計される。このためマルチポートアンプ構成全体の飽和出力は、個別構成全体の飽和出力の系統数分の１にできる。
【０００５】
マルチポート増幅装置はその構成上から他系統への電力漏洩を生じる問題がある。一般に電力漏洩はアイソレーションにて評価される。マルチビームまたはアダプティブアレーシステムにマルチポート増幅装置を適用すると、アイソレーションはビームまたはヌル方向の設計値からの誤差を生じる。このため、マルチポート増幅装置のアイソレーションをなるべく高くする必要があった。
このアイソレーションを高めるには、ハイブリッド及び個別増幅器の利得及び位相特性を均一化する必要がある。これらの関係は、文献（江上俊一郎、川合誠、多端子電力合成形マルチビーム送信系、電子情報通信学会論文誌B,Vol.J69-B,No.2,pp.206-212,Feb.1986）に示されている。８系統のポート間のアイソレーションを２０ｄＢ以上達成するには、利得偏差±１ｄＢ、位相偏差±１０ｄｅｇ以内が必要である。これらの偏差を達成するために、ハイブリッド及び個別増幅器の電気的特性の均一化が必要であり、その均一化の調整に多大な労力を必要としていた。これまでに人工衛星搭載用マルチポート増幅装置のアイソレーションは２０ｄＢである（参考文献、山本員市、堀川浩二、田中将義、ＥＴＳ−ＶＩ搭載２．５ＧＨｚ帯１００Ｗ出力マルチポート増幅器、１９９０年電子情報通信学会春季全国大会、Ｂ−２０４，Ｍａｒ．１９９０）。又、従来のマルチポートアンプ構成のアイソレーションを６０ｄＢ以上達成することは、その調整精度の観点から実現することがきわめて困難である。
【０００６】
このような点からこの発明者等は国際公開ＷＯ０１／２２５７４Ａ１公報（２００１年３月２９日公開）によりフィードフォワード多端子電力合成形電力増幅器を提案した。この原理的構成を図５に示す。この発明によれば、図４に示した入力側多端子電力合成器２１と、増幅器２２−１と出力側多端子電力合成器２３から成る従来の多端子電力合成形電力増幅器に対し、各系統の入力ポートＩＰｎ（ｎ＝１，…，Ｎ）と出力ポートＯＰｎ間において主増幅器２２−ｎを含むフィードフォワード増幅回路２４−ｎを構成する。
多端子電力合成形電力増幅器では、ハイブリッドの電気的特性と主増幅器の電気的特性のばらつきにより、ポート間に電力漏洩を生じる。そのため、ポート間で干渉が生じ、アレーアンテナで形成されるビーム指向性が所定の設計通りにならない。アレーアンテナで形成されるビーム指向性を設計どおりにするには、ポート間アイソレーションをなるべく小さくする必要がある。そのためには、主増幅器及び入力側及び出力側多端子電力合成器を構成するπ／２ハイブリッドの特性のばらつきを小さくする必要がある。π／２ハイブリッドの特性は比較的容易に高い精度で構成できる。そこで、各系統ごとに主増幅器２２−ｎに対しフィードフォワード増幅回路２４−ｎを構成することで、主増幅器２２−ｎの電気的特性のばらつきを小さくする。その結果、他ポートへの電力漏洩を小さくでき、従って、ポート間アイソレーションを大きくできる。
【０００７】
図６にその具体例を示す。この例は、図５に示した原理的構成における各フィードフォワード増幅回路２４−ｎを入力側多端子電力合成器２１と出力側多端子電力合成器２３との間に各ポートに対応して構成したものである。即ち、Ｎ系統の入力端子ＩＰ１，…，ＩＰＮを有し、Ｎ系統の入力電力合成及び分配を行う入力側多端子電力合成器２１と、入力側多端子電力合成器２１のＮ個の出力端子にそれぞれ接続されたＮ系統の独立したフイードフォワード増幅回路２４−１，…，２４−Ｎと、Ｎ系統のフィードフォワード増幅回路２４−１，…，２４−Ｎの出力端子にそれぞれ接続された入力端子を持ち、Ｎ系統の出力端子ＯＰ１，…，ＯＰＮに接続された出力側多端子電力合成器２３とからフィードフォワード多端子電力合成形電力増幅器が構成される。
【０００８】
各フィードフォワード増幅回路２４−ｎは入力信号を主増幅器経路４ＡＭと線形信号伝達経路４ＡＬに分配する電力分配器４１と、主増幅器経路４ＡＭに直列に挿入された第１可変位相器４Ｐ１、第１可変減衰器４Ａ１及び主増幅器２２−ｎと、主増幅器経路４ＡＭの出力と線形信号伝達経路４ＡＬの出力を分配合成し、主信号伝達経路４ＢＭと歪注入経路４ＤＬに出力する電力分配・合成器４２と、歪注入経路４ＤＬに直列に挿入された第２可変位相器４Ｐ２、第２可変減衰器４Ａ２及び補助増幅器４Ｘと、主信号伝達経路４ＢＭの出力と歪注入経路４ＤＬの出力を電力合成し、主増幅器２２−ｎの生成した歪をキャンセルする電力合成器４３とから構成される。フィードフォワード増幅回路２４−ｎの電力分配器４１から電力分配・合成器４２までのループを歪検出回路４０Ａと呼び、電力分配・合成器４２から電力合成器４３までのループを歪除去回路４０Ｂと呼ぶ。
【０００９】
線形信号伝達経路４ＡＬと主信号伝達経路４ＢＭは単にケーブルから成る遅延線路であり、電力分配器４１、電力分配・合成器４２、電力合成器４３などは、例えば方向性結合器あるいはハイブリッドで構成される。歪検出回路４０Ａの線形信号伝達経路４ＡＬに対し、第１可変減衰器４Ａ１と第１可変位相器４Ｐ１を調整して電力分配器４２の歪注入経路４ＤＬへの出力側で主信号成分がキャンセルされ、主増幅器２２−ｎによる非線形歪成分（差成分）だけが残るようにすることにより、歪検出回路４０Ａのループを平衡させる。同様に、歪除去回路４０Ｂの主信号伝達経路４ＢＭの信号に対し、第２可変減衰器４Ａ２及び第２可変位相器４Ｐ２を調整して電力合成器４３の出力側で主増幅器２２−ｎの非線形歪成分がキャンセルされ主信号成分だけが残るようにすることにより、歪除去回路４０Ｂのループを平衡させる。主増幅器２２−ｎの非線形歪を除去するためのこの様なフィードフォワード増幅回路自体はよく知られている技術である。
【００１０】
次にこのフィードフォワード多端子電力合成形電力増幅器の電気的特性の均一性について説明する。
図６に示す各フィードフォワード増幅器２４−ｎは、歪検出回路４０Ａと歪除去回路４０Ｂに遅延線路４０Ｄ１，４０Ｄ２を持つ。歪検出回路４０Ａ及び歪除去回路４０Ｂは、電力分配・合成器４２及び電力合成器４３で、それぞれの経路４ＡＭと４ＡＬ及び４ＢＭと４ＤＬからの信号を等振幅、等遅延、逆位相になるように片方の経路で振幅と位相を調整して二経路の信号を合成する。このとき振幅と位相の調整精度により、歪検出回路４０Ａ及び歪除去回路４０Ｂのループ平衡性がきまる。日本国特許出願公開Ｎｏ．１−１９８８０９号「フィードフォワード増幅器の自動利得調整回路」に示されているように、例えば、３０ｄＢ以上の歪抑圧量を得るためには振幅偏差及び位相偏差がそれぞれ±０．３ｄＢ及び±２ｄｅｇ以内のループ平衡性を達成する必要がある。
【００１１】
線形信号伝達経路４ＡＬを構成する遅延線路は電力分配器４１と電力分配・合成器４２間を接続するケーブルであり、その長さにより遅延量が決まるので、この遅延量のばらつき、即ち長さのばらつきは非常に小さくできる。第１可変位相器４Ｐ１はこの遅延線路４ＡＬを基準として調整すればよいので、これも精度高く決めることができる。実際のループの平衡調整においては、この種の技術において通常用いられているように、第１パイロット信号を使って位相及び振幅調整を行うことにより、高精度にループ平衡調整ができ、その結果、ループの位相偏差を±２ｄｅｇ以内、振幅偏差を±０．３ｄＢ以内とすることが比較的容易に可能である。歪除去回路４０Ｂのループ平衡調整も同様に遅延線で構成された主信号伝達経路４ＢＭを基準として第２可変位相器４Ｐ２を第２可変減衰器４Ａ２と共に調整すればよいので、第２パイロット信号を使って位相偏差±２ｄｅｇ以内、振幅偏差±０．３ｄＢ以内の高精度のループ平衡調整ができる。
【００１２】
このように、多端子電力合成形電力増幅器における複数の主増幅器の均一な電気的特性を実現する方法として、それぞれの主増幅器をフィードフォワード構成化することが有効である。
この公報で提案されているフィードフォワード多端子電力合成形電力増幅器は、複数の通信系統を１つの無線装置として処理する場合に限らずマルチビーム及びアダプティブアレーアンテナのための送信増幅器にも適用できることが示されている。しかし、あくまでも１つの無線装置において用いられている複数の増幅器を有効利用する考えである。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
セクタ対応基地局では、前述したようにセクタ数の無線装置を備える。このため、基地局設備は消費電力、装置規模がセクタ数倍となる。今後、現行ＰＤＣシステムとＩＭＴ（International Mobile Telecommunications）システムの設備を同一建物または中継設備に収容する必要性があり、より低消費電力かつ小型・軽量の基地局設備が求められる。この発明の目的は、上記の背景のもと小型・軽量及び低消費電力化の可能な、セクタ対応の無線基地局用装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
従来、各セクタごとに設けられていた無線装置の少くとも送信電力増幅器を一体化し、少くとも各セクタ対応の入力ポート、出力ポートを有する多端子電力合成形増幅器を構成し、かつ各セクタ対応の入力ポートと出力ポート間において、これら送信電力増幅器の少くとも１つを主増幅器とし、主増幅器から生じる歪成分を除去するフィードフォワード増幅回路をそれぞれ構成し、セクタ対応の出力ポートを対応するセクタアンテナに給電接続する。例えば、３セクタであれば、フィードフォワード多端子電力合成形電力増幅器の入力端子は少くとも３である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１にこの発明の実施形態を示し、図３〜図５と対応する部分には同一参照符号を付けてある。この例ではＦＤＤ（Frequency Division Duplex）用３セクタ基地局用装置にこの発明を適用した場合である。この実施例では３つのセクタＳＡ１，ＳＡ２，ＳＡ３に対する無線装置中の少くとも電力増幅系はフィードフォワード多端子電力合成形電力増幅器を有する１つの無線装置として一体化される。
つまりこの基地局用装置のサービス領域は３つのセクタＳＡ１，ＳＡ２，ＳＡ３に分割され、各セクタＳＡ１，ＳＡ２，ＳＡ３にそれぞれアンテナＡ１，Ａ２，Ａ３が設けられ、各アンテナＡ１，Ａ２，Ａ３にアンテナ共用器１１−１，１１−２，１１−３が接続され、アンテナ共用器１１−１，１１−２，１１−３にそれぞれ低雑音増幅器１５−１，１５−２，１５−３を通じて各セクタ用復調装置１６−１，１６−２，１６−３が接続される。
【００１６】
この実施形態においては各セクタ用変調装置１２−１，１２−２，１２−３の出力側と接続された入力ポートＩＰ１，ＩＰ２，ＩＰ３と、アンテナＡ１，Ａ２，Ａ３への送信給電端子、つまりこの例ではアンテナ共用器１１−１，１１−２，１１−３の送信入力側に接続された出力ポートＯＰ１，ＯＰ２，ＯＰ３との間に主増幅器２２−１，２２−２，２２−３を有する多端子電力合成形電力増幅器３１が接続され、更に各セクタ対応入力ポートＩＰ１とＯＰ１間、ＩＰ２とＯＰ２間、ＩＰ３とＯＰ３間に、主増幅器２２−１，２２−２，２２−３をそれぞれ含み、その主増幅器が生成する歪成分を除去するフィードフォワード増幅回路３２−１，３２−２，３２−３がそれぞれ構成される。
【００１７】
図１Ｂでは図が複雑になるためフィードフォワード増幅回路３２−３の部分だけ各部を示し、他のフィードフォワード増幅回路３２−１，３２−２は一部のみしか示していないが、これら３つのフィードフォワード増幅回路３２−１，３２−２，３２−３は同一構成とされる。
各フィードフォワード増幅回路３２−１，３２−２，３２−３において、図６と対応する部分に同一参照符号を付けて示すように入力ポートＩＰ３よりのセクタＳＡ１，ＳＡ２，ＳＡ３とそれぞれ対応する変調信号が電力分配器４１で主増幅器経路４ＡＭと線形信号伝達経路４ＡＬとにそれぞれ分配される。各主増幅器経路４ＡＭに分配された変調信号は第１可変位相器４Ｐ１、第１可変減衰器４Ａ１をそれぞれ通じて、多端子電力合成形電力増幅器３１における多端子電力合成器２１の対応する１つの入力ポートに供給される。
【００１８】
これら各変調信号は主増幅器２２−１，２２−２，２２−３に分配されて電力増幅され、これら電力増幅出力は多端子電力合成器２３で各セクタ用変調装置１２−１，１２−２，１２−３の出力変調信号ごとに合成されて各１つのポートを通じて電力分配・合成器４２へそれぞれ供給される。各線形信号伝達経路４ＡＬに分配された変調信号は対応する電力分配・合成器４２へそれぞれ供給される。主増幅器経路４ＡＭは多端子電力合成形電力増幅器３１においては、多端子電力合成器２１の１つの入力ポートからの１つのセクタ用変調信号は３つの主増幅器２２−１，２２−２，２２−３を通じて多端子電力合成器２３の１つの出力ポートへ出力される。従って、その１つの入力ポートから主増幅器２２−１，２２−２，２２−３を通じ、１つの出力ポートに達する経路は、各フィードフォワード増幅回路３２−１，３２−２，３２−３における１つの主信号増幅器経路４ＡＭの一部を構成し、つまり３つの主増幅器２１−１〜２１−３は、フィードフォワード増幅回路３２−１，３２−２，３２−３の主増幅器経路４ＡＭの一部を共通に構成していることになる。
【００１９】
各フィードフォワード増幅回路３２−１，３２−２，３２−３で各電力分配・合成器４２においてその主増幅器経路４ＡＭ及び線形信号伝達経路４ＡＬよりの各セクタ用変調信号が分配合成されて、主信号伝達経路４ＢＭと、第２可変位相器４Ｐ２、第２可変減衰器４Ａ２及び補助増幅器４Ｘよりなる歪注入経路４ＤＬとをそれぞれ通じてそれぞれの電力合成器４３へ供給される。これら多端子電力合成形電力増幅器３１とフィードフォワード増幅回路３２−１，３２−２，３２−３とによりフィードフォワード多端子電力合成形電力増幅器３３が構成される。
【００２０】
この構成により、電力分配・合成器４２より歪注入経路４ＤＬに注入される歪成分は、主増幅器２２−１，２２−２，２２−３でそれぞれ生成され、これら歪成分中の各セクタ用変調装置１２−１，１２−２，１２−３の変調信号が分配電力増幅されたものが多端子電力合成器２３の各１つの出力ポートに合成される経路と同一の経路でそれぞれ合成されたものであり、これが各電力分配・合成器４２から電力合成器４３までの歪除去回路４０Ｂで各セクタＳＡ１，ＳＡ２，ＳＡ３用の変調信号の電力増幅出力から除去されて、共用器１１−１，１１−２，１１−３を通じてセクタＳＡ１，ＳＡ２，ＳＡ３のアンテナＡ１，Ａ２，Ａ３へそれぞれ給電される。
【００２１】
３セクタ対応のため、フィードフォワード多端子電力合成形電力増幅器３３は少くとも３入力３出力である。多端子電力合成器２１，２３の構成は、例えばバトラーマトリックス構成の３端子分配器等で構成される。４入力４出力のフィードフォワード多端子電力合成形電力増幅器３３を用いる場合は、４端子の内一つの端子を終端器にて終端する。これにより、３セクタの送信信号を４つの主増幅器２２−１〜２２−４で電力増幅を行う、この構成はいわゆる冗長構成となる。仮に１つの主増幅器が故障しても他の主増幅器を共通利用して送信信号を電力増幅できる。
【００２２】
３セクタＳＡ１，ＳＡ２，ＳＡ３に対するフィードフォワード多端子電力合成形電力増幅器３３の消費電力は、従来の独立な無線装置を３セクタＳＡ１，ＳＡ２，ＳＡ３に用いる構成と比較して、１／３となる。フィードフォワード４端子電力合成形電力増幅器３３を用いる場合の消費電力は、独立な無線装置を３セクタＳＡ１，ＳＡ２，ＳＡ３に用いる構成と比較して、４／９となる。このように、フィードフォワード多端子電力合成形電力増幅器３３を用いることにより構成が多少冗長になるが従来のセクタごとに独立な無線装置を用いる場合と比較して低消費電力化を達成する。
【００２３】
図２にフィードフォワード多端子電力合成形電力増幅器３３と共用器１１−１，１１−２，１１−３と低雑音増幅器１５−１，１５−２，１５−３を、アンテナＡ１，Ａ２，Ａ３用の塔（図に示していない）に塔頂装置３４として設けた場合を示す。塔頂装置３４のフィードフォワード多端子電力合成形電力増幅器３３、低雑音増幅器１５−１〜１５−３は、中継設備に収容された変調装置１２−１〜１２−３、復調装置１６−１〜１６−３と同軸ケーブル又は光ファイバのケーブル３５−１〜３５−３、３６−１〜３６−３により接続される。これらケーブル３５−１〜３５−３、３６−１〜３６−３はそれぞれ、文献（鈴木恭宜、陳凝、垂澤芳明、廣田哲夫、野島俊雄、２ＧＨｚ帯塔頂設置型アダプティブアレーＲＦ回路、電子情報通信学会無線通信システム研究会、ＲＣＳ２００１−８１、Ｊｕｌｙ２００１）に示されるように多重化されてもよい。この図２に示す基地局装置構成は、図３に示した従来構成に比べて低消費電力化を可能にしており、フロントエンドの塔頂設置を可能にしている。
【００２４】
ちなみに、例えば、ＰＤＣのようなＴＤＭＡシステムの場合、各セクタごとに運用する周波数とそのチャネル数が異なる。他セクタへの電力漏洩は、他チャネルへの電力漏洩となる。この電力漏洩の許容値に関しては、他チャネルへの漏洩電力に関する規格値以下にする必要がある。ＰＤＣであれば、送信スプリアスを送信出力に対して−６０ｄＢ以下または２．５μＷにしなければならない（文献、デジタル方式自動車電話システム標準規格ＲＣＲ ＳＴＤ−２７）。所でフィードフォワード構成による歪抑圧量は、特願昭６３−２３５７４「フィードフォワード増幅器の自動調整回路」に示されている。例えば、３０ｄＢ以上の歪抑圧量を得るための振幅偏差及び位相偏差において、それぞれ±２ｄｅｇ及び±０．３ｄＢ以内のループ平衡性を達成する必要がある。一方端子間のアイソレーションを３０ｄＢ達成する多端子電力合成形電力増幅器の利得標準偏差と位相量標準偏差はそれぞれ０．７ｄＢと５ｄｅｇであり、フィードフォワード構成による歪抑圧量３０ｄＢ以下の振幅偏差及び位相偏差の方が少ない偏差を実現できる。
【００２５】
このため、フィードフォワード多端子電力合成形電力増幅器３３によれば、従来のマルチポート電力増幅器（多端子電力合成形電力増幅器）よりも十分アイソレーションをとれる。仮に主増幅器部分のマルチポート電力増幅器３１のアイソレーションを３０ｄＢ、歪除去回路４０Ｂの歪成分抑圧量を３０ｄＢとすれば、全体としてアイソレーション６０ｄＢを達成できる。これは上述したＰＤＣ方式の送信スプリアス規格を満足するものである。
この発明においても、前記公報で説明しているように、パイロット信号を用いた各種手法により、歪検出回路４０Ａ、歪除去回路４０Ｂの各ループを高精度に平衡状態に保持させることができる。
【００２６】
図１と図２にはＦＤＤ方式用基地局用装置を示したが、この発明は、ＦＤＤ方式のみならずＴＤＤ（Time Divition Duplex）方式についても同様に適用して同様の効果がある。ＴＤＤ方式では、ＦＤＤ方式用基地局用装置におけるアンテナ共用器１１−１，１１−２，１１−３をＲＦスイッチに置き換え、送信側と受信側とを切換える構成に変更するだけでよい。
上述では３セクタ基地局用装置にこの発明を適用したが、６セクタ基地局用装置、その他の複数セクタ基地局用装置にも適用できる。
【００２７】
【発明の効果】
以上述べたようにこの発明によれば、複数セクタの基地局の無線装置を一体化し、セクタ基地局設備の低消費電力化、送信電力増幅器の小型化・軽量化をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】Ａはセクタとアンテナの配置例を示す図、Ｂはこの発明の実施形態を示す機能構成図である。
【図２】この発明の他の実施形態を示す機能構成図。
【図３】Ａはセクタとアンテナの配置例を示す図、Ｂは従来のセクタ基地局用装置の構成を示す図である。
【図４】従来の多端子電力合成形電力増幅器を示す図。
【図５】従来のフィードフォワード多端子電力合成形電力増幅器を示す図。
【図６】従来のフィードフォワード多端子電力合成形電力増幅器の具体例を示す図。
【発明の属する技術分野】
この発明は、移動無線システムにおいて、サービスエリア（領域）を複数のセクタ（扇形）に分割してサービスを行う無線基地局用装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
無線通信方式において、周波数利用効率を高めるために一つの基地局のサービスエリアを複数のセクタに分割するセクタ方式がある。セクタ方式ではそれぞれのセクタにおける無線通信サービスを独立に提供しているために、一つの無線基地局にセクタごとに無線機器を別個に設置していた。例えば、ＰＤＣ（Personal degital cellular）で一般的である３セクタ対応基地局では、図３Ａに示すようにサービス領域が１２０度角間隔の３つのセクタＳＡ１，ＳＡ２，ＳＡ３に分割され、各セクタＳＡ１，ＳＡ２，ＳＡ３にそれぞれアンテナＡ１，Ａ２，Ａ３が設けられ、図３Ｂに示すように、アンテナＡ１，Ａ２，Ａ３はアンテナ共用器１１−１，１１−２，１１−３に接続される。セクタＳＡ１，ＳＡ２，ＳＡ３用の各変調装置１２−１，１２−２，１２−３よりの変調出力信号は送信増幅器１３−１，１３−２，１３−３でそれぞれ電力増幅され、フィーダ１４−１，１４−２，１４−３をそれぞれ通じ、更にアンテナ共用器１１−１，１１−２，１１−３をそれぞれ通じてアンテナＡ１，Ａ２，Ａ３に給電される。アンナテ共用器１１−１，１１−２，１１−３で分離されたアンテナＡ１，Ａ２，Ａ３の各受信信号は低雑音増幅器１５−１，１５−２，１５−３をそれぞれ通じて復調装置１６−１，１６−２，１６−３へ供給される。
【０００３】
つまり各セクタＳＡ１，ＳＡ２，ＳＡ３ごとにそれぞれアンテナＡｓ（ｓ＝１，２，３）、アンテナ共用器１１−ｓ、変調装置１２−ｓ、送信増幅器１３−ｓ、フィーダ１４−ｓ、低雑音増幅器１５−ｓ、復調器１６−ｓを備えるセクタ用無線装置１７−１，１７−２，１７−３を個別に設けて、各セクタＳＡ１，ＳＡ２，ＳＡ３ごとに無線通信サービスを独立に提供していた。
ところで複数系統の送信増幅器の低消費電力化を可能にする増幅器構成として、マルチポート増幅装置がある。典型的なマルチポート増幅装置の構成を図４に示す。マルチポート増幅装置は、例えば入力側ハイブリッド回路（多端子電力合成器）２１と、複数の主増幅器２２−１〜２２−Ｎと、出力側ハイブリッド回路（多端子電力合成器）２２にて構成される。入力側ハイブリッド回路２１及び出力側ハイブリッド回路２３は、一般にπ／２ハイブリッドを用いたバトラーマトリックス回路にて構成される。
【０００４】
マルチポート増幅装置は入力される信号を入力側多端子電力合成器（ハイブリッド回路）２１にて複数の主増幅器２２−１〜２２−Ｎに均等に分配して増幅し、これら増幅出力を出力側多端子電力合成器（ハイブリッド回路）２３で各系統に分配することで、各系統の負荷によらずマルチポート増幅装置の各増幅器２２−１〜２２−Ｎへの入力電力を均一にできる特徴がある。しかしながら、図３に示されるような従来の増幅器構成（個別構成）では、入力系統の負荷によらず各増幅器は最大負荷を想定して設計される。このためマルチポートアンプ構成全体の飽和出力は、個別構成全体の飽和出力の系統数分の１にできる。
【０００５】
マルチポート増幅装置はその構成上から他系統への電力漏洩を生じる問題がある。一般に電力漏洩はアイソレーションにて評価される。マルチビームまたはアダプティブアレーシステムにマルチポート増幅装置を適用すると、アイソレーションはビームまたはヌル方向の設計値からの誤差を生じる。このため、マルチポート増幅装置のアイソレーションをなるべく高くする必要があった。
このアイソレーションを高めるには、ハイブリッド及び個別増幅器の利得及び位相特性を均一化する必要がある。これらの関係は、文献（江上俊一郎、川合誠、多端子電力合成形マルチビーム送信系、電子情報通信学会論文誌B,Vol.J69-B,No.2,pp.206-212,Feb.1986）に示されている。８系統のポート間のアイソレーションを２０ｄＢ以上達成するには、利得偏差±１ｄＢ、位相偏差±１０ｄｅｇ以内が必要である。これらの偏差を達成するために、ハイブリッド及び個別増幅器の電気的特性の均一化が必要であり、その均一化の調整に多大な労力を必要としていた。これまでに人工衛星搭載用マルチポート増幅装置のアイソレーションは２０ｄＢである（参考文献、山本員市、堀川浩二、田中将義、ＥＴＳ−ＶＩ搭載２．５ＧＨｚ帯１００Ｗ出力マルチポート増幅器、１９９０年電子情報通信学会春季全国大会、Ｂ−２０４，Ｍａｒ．１９９０）。又、従来のマルチポートアンプ構成のアイソレーションを６０ｄＢ以上達成することは、その調整精度の観点から実現することがきわめて困難である。
【０００６】
このような点からこの発明者等は国際公開ＷＯ０１／２２５７４Ａ１公報（２００１年３月２９日公開）によりフィードフォワード多端子電力合成形電力増幅器を提案した。この原理的構成を図５に示す。この発明によれば、図４に示した入力側多端子電力合成器２１と、増幅器２２−１と出力側多端子電力合成器２３から成る従来の多端子電力合成形電力増幅器に対し、各系統の入力ポートＩＰｎ（ｎ＝１，…，Ｎ）と出力ポートＯＰｎ間において主増幅器２２−ｎを含むフィードフォワード増幅回路２４−ｎを構成する。
多端子電力合成形電力増幅器では、ハイブリッドの電気的特性と主増幅器の電気的特性のばらつきにより、ポート間に電力漏洩を生じる。そのため、ポート間で干渉が生じ、アレーアンテナで形成されるビーム指向性が所定の設計通りにならない。アレーアンテナで形成されるビーム指向性を設計どおりにするには、ポート間アイソレーションをなるべく小さくする必要がある。そのためには、主増幅器及び入力側及び出力側多端子電力合成器を構成するπ／２ハイブリッドの特性のばらつきを小さくする必要がある。π／２ハイブリッドの特性は比較的容易に高い精度で構成できる。そこで、各系統ごとに主増幅器２２−ｎに対しフィードフォワード増幅回路２４−ｎを構成することで、主増幅器２２−ｎの電気的特性のばらつきを小さくする。その結果、他ポートへの電力漏洩を小さくでき、従って、ポート間アイソレーションを大きくできる。
【０００７】
図６にその具体例を示す。この例は、図５に示した原理的構成における各フィードフォワード増幅回路２４−ｎを入力側多端子電力合成器２１と出力側多端子電力合成器２３との間に各ポートに対応して構成したものである。即ち、Ｎ系統の入力端子ＩＰ１，…，ＩＰＮを有し、Ｎ系統の入力電力合成及び分配を行う入力側多端子電力合成器２１と、入力側多端子電力合成器２１のＮ個の出力端子にそれぞれ接続されたＮ系統の独立したフイードフォワード増幅回路２４−１，…，２４−Ｎと、Ｎ系統のフィードフォワード増幅回路２４−１，…，２４−Ｎの出力端子にそれぞれ接続された入力端子を持ち、Ｎ系統の出力端子ＯＰ１，…，ＯＰＮに接続された出力側多端子電力合成器２３とからフィードフォワード多端子電力合成形電力増幅器が構成される。
【０００８】
各フィードフォワード増幅回路２４−ｎは入力信号を主増幅器経路４ＡＭと線形信号伝達経路４ＡＬに分配する電力分配器４１と、主増幅器経路４ＡＭに直列に挿入された第１可変位相器４Ｐ１、第１可変減衰器４Ａ１及び主増幅器２２−ｎと、主増幅器経路４ＡＭの出力と線形信号伝達経路４ＡＬの出力を分配合成し、主信号伝達経路４ＢＭと歪注入経路４ＤＬに出力する電力分配・合成器４２と、歪注入経路４ＤＬに直列に挿入された第２可変位相器４Ｐ２、第２可変減衰器４Ａ２及び補助増幅器４Ｘと、主信号伝達経路４ＢＭの出力と歪注入経路４ＤＬの出力を電力合成し、主増幅器２２−ｎの生成した歪をキャンセルする電力合成器４３とから構成される。フィードフォワード増幅回路２４−ｎの電力分配器４１から電力分配・合成器４２までのループを歪検出回路４０Ａと呼び、電力分配・合成器４２から電力合成器４３までのループを歪除去回路４０Ｂと呼ぶ。
【０００９】
線形信号伝達経路４ＡＬと主信号伝達経路４ＢＭは単にケーブルから成る遅延線路であり、電力分配器４１、電力分配・合成器４２、電力合成器４３などは、例えば方向性結合器あるいはハイブリッドで構成される。歪検出回路４０Ａの線形信号伝達経路４ＡＬに対し、第１可変減衰器４Ａ１と第１可変位相器４Ｐ１を調整して電力分配器４２の歪注入経路４ＤＬへの出力側で主信号成分がキャンセルされ、主増幅器２２−ｎによる非線形歪成分（差成分）だけが残るようにすることにより、歪検出回路４０Ａのループを平衡させる。同様に、歪除去回路４０Ｂの主信号伝達経路４ＢＭの信号に対し、第２可変減衰器４Ａ２及び第２可変位相器４Ｐ２を調整して電力合成器４３の出力側で主増幅器２２−ｎの非線形歪成分がキャンセルされ主信号成分だけが残るようにすることにより、歪除去回路４０Ｂのループを平衡させる。主増幅器２２−ｎの非線形歪を除去するためのこの様なフィードフォワード増幅回路自体はよく知られている技術である。
【００１０】
次にこのフィードフォワード多端子電力合成形電力増幅器の電気的特性の均一性について説明する。
図６に示す各フィードフォワード増幅器２４−ｎは、歪検出回路４０Ａと歪除去回路４０Ｂに遅延線路４０Ｄ１，４０Ｄ２を持つ。歪検出回路４０Ａ及び歪除去回路４０Ｂは、電力分配・合成器４２及び電力合成器４３で、それぞれの経路４ＡＭと４ＡＬ及び４ＢＭと４ＤＬからの信号を等振幅、等遅延、逆位相になるように片方の経路で振幅と位相を調整して二経路の信号を合成する。このとき振幅と位相の調整精度により、歪検出回路４０Ａ及び歪除去回路４０Ｂのループ平衡性がきまる。日本国特許出願公開Ｎｏ．１−１９８８０９号「フィードフォワード増幅器の自動利得調整回路」に示されているように、例えば、３０ｄＢ以上の歪抑圧量を得るためには振幅偏差及び位相偏差がそれぞれ±０．３ｄＢ及び±２ｄｅｇ以内のループ平衡性を達成する必要がある。
【００１１】
線形信号伝達経路４ＡＬを構成する遅延線路は電力分配器４１と電力分配・合成器４２間を接続するケーブルであり、その長さにより遅延量が決まるので、この遅延量のばらつき、即ち長さのばらつきは非常に小さくできる。第１可変位相器４Ｐ１はこの遅延線路４ＡＬを基準として調整すればよいので、これも精度高く決めることができる。実際のループの平衡調整においては、この種の技術において通常用いられているように、第１パイロット信号を使って位相及び振幅調整を行うことにより、高精度にループ平衡調整ができ、その結果、ループの位相偏差を±２ｄｅｇ以内、振幅偏差を±０．３ｄＢ以内とすることが比較的容易に可能である。歪除去回路４０Ｂのループ平衡調整も同様に遅延線で構成された主信号伝達経路４ＢＭを基準として第２可変位相器４Ｐ２を第２可変減衰器４Ａ２と共に調整すればよいので、第２パイロット信号を使って位相偏差±２ｄｅｇ以内、振幅偏差±０．３ｄＢ以内の高精度のループ平衡調整ができる。
【００１２】
このように、多端子電力合成形電力増幅器における複数の主増幅器の均一な電気的特性を実現する方法として、それぞれの主増幅器をフィードフォワード構成化することが有効である。
この公報で提案されているフィードフォワード多端子電力合成形電力増幅器は、複数の通信系統を１つの無線装置として処理する場合に限らずマルチビーム及びアダプティブアレーアンテナのための送信増幅器にも適用できることが示されている。しかし、あくまでも１つの無線装置において用いられている複数の増幅器を有効利用する考えである。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
セクタ対応基地局では、前述したようにセクタ数の無線装置を備える。このため、基地局設備は消費電力、装置規模がセクタ数倍となる。今後、現行ＰＤＣシステムとＩＭＴ（International Mobile Telecommunications）システムの設備を同一建物または中継設備に収容する必要性があり、より低消費電力かつ小型・軽量の基地局設備が求められる。この発明の目的は、上記の背景のもと小型・軽量及び低消費電力化の可能な、セクタ対応の無線基地局用装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
従来、各セクタごとに設けられていた無線装置の少くとも送信電力増幅器を一体化し、少くとも各セクタ対応の入力ポート、出力ポートを有する多端子電力合成形増幅器を構成し、かつ各セクタ対応の入力ポートと出力ポート間において、これら送信電力増幅器の少くとも１つを主増幅器とし、主増幅器から生じる歪成分を除去するフィードフォワード増幅回路をそれぞれ構成し、セクタ対応の出力ポートを対応するセクタアンテナに給電接続する。例えば、３セクタであれば、フィードフォワード多端子電力合成形電力増幅器の入力端子は少くとも３である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１にこの発明の実施形態を示し、図３〜図５と対応する部分には同一参照符号を付けてある。この例ではＦＤＤ（Frequency Division Duplex）用３セクタ基地局用装置にこの発明を適用した場合である。この実施例では３つのセクタＳＡ１，ＳＡ２，ＳＡ３に対する無線装置中の少くとも電力増幅系はフィードフォワード多端子電力合成形電力増幅器を有する１つの無線装置として一体化される。
つまりこの基地局用装置のサービス領域は３つのセクタＳＡ１，ＳＡ２，ＳＡ３に分割され、各セクタＳＡ１，ＳＡ２，ＳＡ３にそれぞれアンテナＡ１，Ａ２，Ａ３が設けられ、各アンテナＡ１，Ａ２，Ａ３にアンテナ共用器１１−１，１１−２，１１−３が接続され、アンテナ共用器１１−１，１１−２，１１−３にそれぞれ低雑音増幅器１５−１，１５−２，１５−３を通じて各セクタ用復調装置１６−１，１６−２，１６−３が接続される。
【００１６】
この実施形態においては各セクタ用変調装置１２−１，１２−２，１２−３の出力側と接続された入力ポートＩＰ１，ＩＰ２，ＩＰ３と、アンテナＡ１，Ａ２，Ａ３への送信給電端子、つまりこの例ではアンテナ共用器１１−１，１１−２，１１−３の送信入力側に接続された出力ポートＯＰ１，ＯＰ２，ＯＰ３との間に主増幅器２２−１，２２−２，２２−３を有する多端子電力合成形電力増幅器３１が接続され、更に各セクタ対応入力ポートＩＰ１とＯＰ１間、ＩＰ２とＯＰ２間、ＩＰ３とＯＰ３間に、主増幅器２２−１，２２−２，２２−３をそれぞれ含み、その主増幅器が生成する歪成分を除去するフィードフォワード増幅回路３２−１，３２−２，３２−３がそれぞれ構成される。
【００１７】
図１Ｂでは図が複雑になるためフィードフォワード増幅回路３２−３の部分だけ各部を示し、他のフィードフォワード増幅回路３２−１，３２−２は一部のみしか示していないが、これら３つのフィードフォワード増幅回路３２−１，３２−２，３２−３は同一構成とされる。
各フィードフォワード増幅回路３２−１，３２−２，３２−３において、図６と対応する部分に同一参照符号を付けて示すように入力ポートＩＰ３よりのセクタＳＡ１，ＳＡ２，ＳＡ３とそれぞれ対応する変調信号が電力分配器４１で主増幅器経路４ＡＭと線形信号伝達経路４ＡＬとにそれぞれ分配される。各主増幅器経路４ＡＭに分配された変調信号は第１可変位相器４Ｐ１、第１可変減衰器４Ａ１をそれぞれ通じて、多端子電力合成形電力増幅器３１における多端子電力合成器２１の対応する１つの入力ポートに供給される。
【００１８】
これら各変調信号は主増幅器２２−１，２２−２，２２−３に分配されて電力増幅され、これら電力増幅出力は多端子電力合成器２３で各セクタ用変調装置１２−１，１２−２，１２−３の出力変調信号ごとに合成されて各１つのポートを通じて電力分配・合成器４２へそれぞれ供給される。各線形信号伝達経路４ＡＬに分配された変調信号は対応する電力分配・合成器４２へそれぞれ供給される。主増幅器経路４ＡＭは多端子電力合成形電力増幅器３１においては、多端子電力合成器２１の１つの入力ポートからの１つのセクタ用変調信号は３つの主増幅器２２−１，２２−２，２２−３を通じて多端子電力合成器２３の１つの出力ポートへ出力される。従って、その１つの入力ポートから主増幅器２２−１，２２−２，２２−３を通じ、１つの出力ポートに達する経路は、各フィードフォワード増幅回路３２−１，３２−２，３２−３における１つの主信号増幅器経路４ＡＭの一部を構成し、つまり３つの主増幅器２１−１〜２１−３は、フィードフォワード増幅回路３２−１，３２−２，３２−３の主増幅器経路４ＡＭの一部を共通に構成していることになる。
【００１９】
各フィードフォワード増幅回路３２−１，３２−２，３２−３で各電力分配・合成器４２においてその主増幅器経路４ＡＭ及び線形信号伝達経路４ＡＬよりの各セクタ用変調信号が分配合成されて、主信号伝達経路４ＢＭと、第２可変位相器４Ｐ２、第２可変減衰器４Ａ２及び補助増幅器４Ｘよりなる歪注入経路４ＤＬとをそれぞれ通じてそれぞれの電力合成器４３へ供給される。これら多端子電力合成形電力増幅器３１とフィードフォワード増幅回路３２−１，３２−２，３２−３とによりフィードフォワード多端子電力合成形電力増幅器３３が構成される。
【００２０】
この構成により、電力分配・合成器４２より歪注入経路４ＤＬに注入される歪成分は、主増幅器２２−１，２２−２，２２−３でそれぞれ生成され、これら歪成分中の各セクタ用変調装置１２−１，１２−２，１２−３の変調信号が分配電力増幅されたものが多端子電力合成器２３の各１つの出力ポートに合成される経路と同一の経路でそれぞれ合成されたものであり、これが各電力分配・合成器４２から電力合成器４３までの歪除去回路４０Ｂで各セクタＳＡ１，ＳＡ２，ＳＡ３用の変調信号の電力増幅出力から除去されて、共用器１１−１，１１−２，１１−３を通じてセクタＳＡ１，ＳＡ２，ＳＡ３のアンテナＡ１，Ａ２，Ａ３へそれぞれ給電される。
【００２１】
３セクタ対応のため、フィードフォワード多端子電力合成形電力増幅器３３は少くとも３入力３出力である。多端子電力合成器２１，２３の構成は、例えばバトラーマトリックス構成の３端子分配器等で構成される。４入力４出力のフィードフォワード多端子電力合成形電力増幅器３３を用いる場合は、４端子の内一つの端子を終端器にて終端する。これにより、３セクタの送信信号を４つの主増幅器２２−１〜２２−４で電力増幅を行う、この構成はいわゆる冗長構成となる。仮に１つの主増幅器が故障しても他の主増幅器を共通利用して送信信号を電力増幅できる。
【００２２】
３セクタＳＡ１，ＳＡ２，ＳＡ３に対するフィードフォワード多端子電力合成形電力増幅器３３の消費電力は、従来の独立な無線装置を３セクタＳＡ１，ＳＡ２，ＳＡ３に用いる構成と比較して、１／３となる。フィードフォワード４端子電力合成形電力増幅器３３を用いる場合の消費電力は、独立な無線装置を３セクタＳＡ１，ＳＡ２，ＳＡ３に用いる構成と比較して、４／９となる。このように、フィードフォワード多端子電力合成形電力増幅器３３を用いることにより構成が多少冗長になるが従来のセクタごとに独立な無線装置を用いる場合と比較して低消費電力化を達成する。
【００２３】
図２にフィードフォワード多端子電力合成形電力増幅器３３と共用器１１−１，１１−２，１１−３と低雑音増幅器１５−１，１５−２，１５−３を、アンテナＡ１，Ａ２，Ａ３用の塔（図に示していない）に塔頂装置３４として設けた場合を示す。塔頂装置３４のフィードフォワード多端子電力合成形電力増幅器３３、低雑音増幅器１５−１〜１５−３は、中継設備に収容された変調装置１２−１〜１２−３、復調装置１６−１〜１６−３と同軸ケーブル又は光ファイバのケーブル３５−１〜３５−３、３６−１〜３６−３により接続される。これらケーブル３５−１〜３５−３、３６−１〜３６−３はそれぞれ、文献（鈴木恭宜、陳凝、垂澤芳明、廣田哲夫、野島俊雄、２ＧＨｚ帯塔頂設置型アダプティブアレーＲＦ回路、電子情報通信学会無線通信システム研究会、ＲＣＳ２００１−８１、Ｊｕｌｙ２００１）に示されるように多重化されてもよい。この図２に示す基地局装置構成は、図３に示した従来構成に比べて低消費電力化を可能にしており、フロントエンドの塔頂設置を可能にしている。
【００２４】
ちなみに、例えば、ＰＤＣのようなＴＤＭＡシステムの場合、各セクタごとに運用する周波数とそのチャネル数が異なる。他セクタへの電力漏洩は、他チャネルへの電力漏洩となる。この電力漏洩の許容値に関しては、他チャネルへの漏洩電力に関する規格値以下にする必要がある。ＰＤＣであれば、送信スプリアスを送信出力に対して−６０ｄＢ以下または２．５μＷにしなければならない（文献、デジタル方式自動車電話システム標準規格ＲＣＲ ＳＴＤ−２７）。所でフィードフォワード構成による歪抑圧量は、特願昭６３−２３５７４「フィードフォワード増幅器の自動調整回路」に示されている。例えば、３０ｄＢ以上の歪抑圧量を得るための振幅偏差及び位相偏差において、それぞれ±２ｄｅｇ及び±０．３ｄＢ以内のループ平衡性を達成する必要がある。一方端子間のアイソレーションを３０ｄＢ達成する多端子電力合成形電力増幅器の利得標準偏差と位相量標準偏差はそれぞれ０．７ｄＢと５ｄｅｇであり、フィードフォワード構成による歪抑圧量３０ｄＢ以下の振幅偏差及び位相偏差の方が少ない偏差を実現できる。
【００２５】
このため、フィードフォワード多端子電力合成形電力増幅器３３によれば、従来のマルチポート電力増幅器（多端子電力合成形電力増幅器）よりも十分アイソレーションをとれる。仮に主増幅器部分のマルチポート電力増幅器３１のアイソレーションを３０ｄＢ、歪除去回路４０Ｂの歪成分抑圧量を３０ｄＢとすれば、全体としてアイソレーション６０ｄＢを達成できる。これは上述したＰＤＣ方式の送信スプリアス規格を満足するものである。
この発明においても、前記公報で説明しているように、パイロット信号を用いた各種手法により、歪検出回路４０Ａ、歪除去回路４０Ｂの各ループを高精度に平衡状態に保持させることができる。
【００２６】
図１と図２にはＦＤＤ方式用基地局用装置を示したが、この発明は、ＦＤＤ方式のみならずＴＤＤ（Time Divition Duplex）方式についても同様に適用して同様の効果がある。ＴＤＤ方式では、ＦＤＤ方式用基地局用装置におけるアンテナ共用器１１−１，１１−２，１１−３をＲＦスイッチに置き換え、送信側と受信側とを切換える構成に変更するだけでよい。
上述では３セクタ基地局用装置にこの発明を適用したが、６セクタ基地局用装置、その他の複数セクタ基地局用装置にも適用できる。
【００２７】
【発明の効果】
以上述べたようにこの発明によれば、複数セクタの基地局の無線装置を一体化し、セクタ基地局設備の低消費電力化、送信電力増幅器の小型化・軽量化をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】Ａはセクタとアンテナの配置例を示す図、Ｂはこの発明の実施形態を示す機能構成図である。
【図２】この発明の他の実施形態を示す機能構成図。
【図３】Ａはセクタとアンテナの配置例を示す図、Ｂは従来のセクタ基地局用装置の構成を示す図である。
【図４】従来の多端子電力合成形電力増幅器を示す図。
【図５】従来のフィードフォワード多端子電力合成形電力増幅器を示す図。
【図６】従来のフィードフォワード多端子電力合成形電力増幅器の具体例を示す図。
Claims (4)
- 複数のサービスセクタにそれぞれアンテナを備え、上記各セクタ対応の変調装置よりの搬送波周波数が互いに異なる変調出力信号をそれぞれ電力増幅して対応するアンテナへ給電する無線基地局用装置において、上記各変調装置よりの変調信号がそれぞれ供給される複数の入力ポート、電力増幅出力を対応するセクタのアンテナへ給電する複数の出力ポート、複数の主増幅器を有する多端子電力合成形電力増幅器と、上記セクタ対応の入力ポートと出力ポートの間において上記複数の主増幅器を含んで構成され、これら主増幅器が生成する歪成分をそれぞれ除去する複数のフィードフォワード増幅回路とを具備し、
上記多端子電力合成形電力増幅器を構成する各回路及び上記複数のフィードフォワード増幅回路を構成する各回路は、上記各セクタ対応変調装置の全ての搬送周波数帯をカバーする特性であり、
更に、上記多端子電力合成形電力増幅器と上記複数のフィードフォワード増幅回路によりフィードフォワード多端子電力合成形電力増幅器が構成され、
上記各アンテナと出力ポートとの間に挿入され、アンテナよりの受信信号を、アンテナへの送信信号と分離して出力する複数のアンテナ共用器と、これらアンテナ共用器よりの分離された受信信号をそれぞれ増幅する複数の受信増幅器と、
上記フィードフォワード多端子電力合成形電力増幅器とが塔頂装置として、上記アンテナが設けられている塔に設置されていることを特徴とする無線基地局用装置。 - 複数のサービスセクタにそれぞれアンテナを備え、上記各セクタ対応の変調装置よりの搬送波周波数が互いに異なる変調出力信号をそれぞれ電力増幅して対応するアンテナへ給電する無線基地局用装置において、上記各変調装置よりの変調信号がそれぞれ供給される複数の入力ポートに接続された入力側多端子電力合成器と、その入力側多端子電力合成器の各出力端子に接続された複数のフィードフォワード増幅回路と、これらフィードフォワード増幅回路よりの各電力増幅出力を入力とし、出力端子が対応するセクタのアンテナへ給電する複数の出力ポートに接続された出力側多端子電力合成器とを具備し、
上記入力側多端子電力合成器と、上記複数のフィードフォワード増幅回路、上記出力側多端子電力合成器を構成する各回路は、上記各セクタ対応変調装置の全ての搬送周波数帯をカバーする特性であり、
更に、上記入力側多端子電力合成器、上記複数のフィードフォワード増幅回路及び上記出力側多端子電力合成器によりフィードフォワード多端子電力合成形電力増幅器が構成され、
上記各アンテナと出力ポートとの間に挿入され、アンテナよりの受信信号を、アンテナへの送信信号と分離して出力する複数のアンテナ共用器と、これらアンテナ共用器よりの分離された受信信号をそれぞれ増幅する複数の受信増幅器と、
上記フィードフォワード多端子電力合成形電力増幅器とが塔頂装置として、上記アンテナが設けられている塔に設置されていることを特徴とする無線基地局用装置。 - 複数のサービスセクタにそれぞれアンテナを備え、上記各セクタ対応の変調装置よりの搬送波周波数が互いに異なる変調出力信号をそれぞれ電力増幅して対応するアンテナへ給電する無線基地局用装置において、上記各変調装置よりの変調信号がそれぞれ供給される複数の入力ポート、電力増幅出力を対応するセクタのアンテナへ給電する複数の出力ポート、複数の主増幅器を有する多端子電力合成形電力増幅器と、上記セクタ対応の入力ポートと出力ポートの間において上記複数の主増幅器を含んで構成され、これら主増幅器が生成する歪成分をそれぞれ除去する複数のフィードフォワード増幅回路とを具備し、
上記多端子電力合成形電力増幅器を構成する各回路及び上記複数のフィードフォワード増幅回路を構成する各回路は、上記各セクタ対応変調装置の全ての搬送周波数帯をカバーする特性であり、
更に、上記多端子電力合成形電力増幅器と上記複数のフィードフォワード増幅回路によりフィードフォワード多端子電力合成形電力増幅器が構成され、
上記各セクタ対応に設けられた複数の受信増幅器と、上記各アンテナに接続され、対応するセクタの出力ポートと対応するセクタの受信増幅器の入力側とを切替え接続する複数の送受信切替えスイッチと、
上記フィードフォワード多端子電力合成形電力増幅器とが塔頂装置として、上記アンテナが設けられている塔に設置されていることを特徴とする無線基地局用装置。 - 複数のサービスセクタにそれぞれアンテナを備え、上記各セクタ対応の変調装置よりの搬送波周波数が互いに異なる変調出力信号をそれぞれ電力増幅して対応するアンテナへ給電する無線基地局用装置において、上記各変調装置よりの変調信号がそれぞれ供給される複数の入力ポートに接続された入力側多端子電力合成器と、その入力側多端子電力合成器の各出力端子に接続された複数のフィードフォワード増幅回路と、これらフィードフォワード増幅回路よりの各電力増幅出力を入力とし、出力端子が対応するセクタのアンテナへ給電する複数の出力ポートに接続された出力側多端子電力合成器とを具備し、
上記入力側多端子電力合成器と、上記複数のフィードフォワード増幅回路と、上記出力側多端子電力合成器を構成する各回路は、上記各セクタ対応変調装置の全ての搬送周波数帯をカバーする特性であり、
更に、上記入力側多端子電力合成器、上記複数のフィードフォワード増幅回路及び上記出力側多端子電力合成器によりフィードフォワード多端子電力合成形電力増幅器が構成され、
上記各セクタ対応に設けられた複数の受信増幅器と、上記各アンテナに接続され、対応するセクタの出力ポートと対応するセクタの受信増幅器の入力側とを切替え接続する複数の送受信切替えスイッチと、
上記フィードフォワード多端子電力合成形電力増幅器とが塔頂装置として、上記アンテナが設けられている塔に設置されていることを特徴とする無線基地局用装置。
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