JP4342425B2 - 無線通信装置 - Google Patents

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Description

本発明は無線通信装置に係わり、特に、キャリアを低周波側と高周波側の２系統に分け、各系統毎に無線で信号を送信するための処理を行なう送信部と該送信部で発生する歪を補償する歪補償部を備え、多数のキャリア信号を無線で送信する無線通信装置に関する。
移動体通信システムの発展に伴い、無線通信装置に要求される送受信信号量が増えてきている。多数のキャリアを隣接して送信するマルチキャリア方式の無線通信装置では、送受信信号量の増大に対してキャリア数を増設するのが一般的である。
図５は従来の第1のマルチキャリア方式の無線通信装置の構成図、図６は動作説明図であり、(1)〜(7)は図５の同一番号を付した部分のスペクトラムを示している。
キャリア毎に設けられた信号処理部１1〜１nのべースバンド処理部（BB）１ａは、送信すべきデータに対して誤り訂正／検出符号の付加、インタリーブ、多値変調、符号拡散などのべースバンド信号処理を施し、複素のべースバンド信号を出力する。ルートナイキストフィルタ１ｂ、１ｃはべースバンド処理部１ａから入力する複素べースバンド信号の実数部と虚数部にルートナイキストフィルタ処理を施し（図６の(1)参照）、キャリアシフト部１ｃ，１ｄはべースバンド信号の実数部と虚数部にexp(jωjt)（ｊ＝１〜ｎ）を乗算して角周波数ωjのキャリア信号にして出力する(図６の(2)参照)。
合成部２ａ，２ｂは各キャリアの同相分、直交分毎に合成し、キャリア合成信号の同相成分Ｉch及び直交成分Ｑchを出力し、歪補償部（適応形プリディストータＡＰＤ： Adaptive Predistortion Device)３は、送信増幅器(後述する)で発生する歪を補償する歪補償信号を発生し、演算部４ａ，４ｂは該歪補償信号をキャリア合成信号の同相成分Ｉch及び直交成分Ｑchに加算して直交変調部５に入力する。直交変調部５はキャリア合成信号の周波数帯域幅をW0とするとき、周波数が１．５×W0のローカル信号を用いて該キャリア合成信号に直交変調を施す（図６の(3)参照)。この直交変調により各キャリア周波数は１．５×W0アップした中間周波信号になる。
ＤＡ変換器６は直交変調部５から出力する信号をサンプリング周波数Ｆsでアナログに変換し、ローパスフィルタ７は不必要な高域成分を除去し（図６の(4)参照)、ミキサ８は、入力信号にローカル発振器９から出力するローカル信号を乗算して周波数（ｆ0＋１．５×W0）の無線信号にアップコンバートする。送信増幅器１０は周波数アップコンバートされた無線信号を増幅し、アンテナを介して送信する（図６の(5)参照）。
送信増幅器１０において図６の(5)に示すように主信号の両側に歪Ｄ１，Ｄ２が発生する。この歪Ｄ１，Ｄ２を補償するために、方向結合器１１は送信信号の一部を抽出し、ミキサ１２は入力信号にローカル発振器９から出力するローカル信号を乗算して周波数１．５×W0の中間周波信号にダウンコンバートし、ＡＤ変換器１３は周波数Ｆs=6×W0で入力信号をサンプリングしてディジタル変換する（図６の(6)参照）。サンプリング周波数ＦsでＡＤ変換することにより、高次スペクトラムが発生する(イメージ出現)。直交復調部１４は周波数が１．５×W0のローカル信号を用いてＡＤ変換器の出力信号に直交復調を施し（図６の(7)参照)、復調信号を歪補償部３に入力する。
歪補償部３は適応アルゴリズムを用いて送信増幅器１０の歪みを除去するための歪補償信号を発生してを送信信号に付加し、主信号の両側の歪Ｄ１，Ｄ２(図６の(5)参照)を除去する。図７は適応型プリディストータである歪補償部３の構成例である。乗算器３ａは合成部２ａ，２ｂから出力する送信信号ｘ(t)に歪補償係数ｈｎ−１(p)を乗算し、演算部４は送信信号ｘ(t)から歪補償信号ｈｎ−１・ｘ(t)を減算して補償後の信号（＝ｈｎ(p)ｘ(t)−ｘ(t)）を出力する。演算部３ｂは送信信号ｘ(t)のパワーｐ（＝ｘ(t)２）を演算し、歪補償係数記憶部３ｃは送信信号ｘ(t)の各パワーに応じた歪補償係数ｈ(p)を記憶し、送信信号ｘ(t)のパワーｐに応じた歪補償係数ｈｎ−１(p)を出力する。又、歪補償係数記憶部３ｃは、LMSアルゴリズムにより求まる歪補償係数ｈｎ(p)で歪補償係数ｈｎ−１(p)を更新する。共役複素信号出力部３ｄは直交復調部１４から入力する帰還復調信号ｙ(t)の共役複素信号を出力し、減算器３ｅは送信信号ｘ(t)と帰還復調信号ｙ(t)の差ｅ(t)を出力する。乗算器３ｆはｈｎ−１(p)とｙ＊(t)の乗算を行ってｕ＊(t)を出力し、乗算器３ｇはｅ(t)とｕ＊(t)の乗算を行い、乗算器３ｈはステップサイズパラメータμを乗算器３ｇの出力信号に乗算し、加算器３ｉはｈｎ−１(p)とμｅ(t)ｕ＊(t)を加算して歪補償係数記憶部３ｃに入力する。上記構成により以下のLMSアルゴリズムに従った演算が行われる。
ｈｎ(p)＝ｈｎ−１(p)＋μｅ(t)ｕ＊(t) (1)
ｅ(t)＝ｘ(t)−ｙ(t)
ｙ(t)＝ｈｎ−１(p)ｘ(t)ｆ(p)
ｕ(t)＝ｘ(t)ｆ(p)≒ｈ＊ ｎ−１(p)ｙ(t) hｎ−１(p)h＊ ｎ−１(p)≒１
ｐ＝｜ｘ(t)｜２
ただし、
ｘ(t)：送信信号
ｆ(p)：送信増幅器の歪関数
ｈ(p)：推定歪補償係数
μ ：ステップサイズ・パラメータ
ｙ(t)：帰還信号
ｕ(t)：歪みを受けた信号
ｘ，ｙ，ｆ，ｈ，ｕ，ｅは複素数、＊は共役複素数である。u(t)はアンプの振幅歪みがあまり大きくないと仮定して(hｎ−１(p)・h＊ ｎ−１(p)≒１)、近似する。上記演算処理を行うことにより、送信信号ｘ(t)と帰還信号ｙ(t)の差ｅ(t)のパワーが最小となるように歪補償係数ｈ(p)が(1)式により更新され、最終的に最適の歪補償係数値に収束し、送信増幅器１０の歪が補償される
図５の構成により、キャリア数を増大しようとすると、ディジタル信号処理部、特にＤＡ変換、ＡＤ変換のサンプリング周波数Ｆsの限界が問題となってくる。例えばキャリア数を２倍にするには、ディジタル部のサンプリング周波数Ｆsが２倍（Ｆs=１２×W0）必要となる。すなわち、キャリア数を２倍にする前のサンプリング周波数Ｆsは図６より６W0であるから、キャリア数を２倍にするとＦs=１２×W0となる。
以上より、一般的にＡＤ変換器のサンプリング周波数がネックとなり、これ以上周波数を上げられない場合、図８に示すように、キャリアを低周波側と高周波側の２系統に分け、各系統毎に無線で信号を送信するための処理を行ない、送信増幅器１０，１０′の後段でバンドパスフィルタ（BPF）２１，２２を通して結合することが考えられる。なお、図８の無線通信装置は、周知技術ではない。
図８のマルチキャリア方式の無線通信装置において、低周波側の送信部(図８の上側の送信部)は図５の第１従来例と同じであり、同一番号を付している。又、高周波側の送信部（図８の下側の送信部）も構成的に図５の第１従来例と同じであり、同一番号に′を付している。ＤＡ変換器６，６′、ＡＤ変換器１３，１３′のサンプリング周波数Ｆsは６×W0で、キャリア数を増大しない前と同じ周波数である。高周波側の送信部が低周波側の送信部と異なる点は、低周波側のローカル発振器９が周波数ｆ0のローカル信号を発生するのに対して、高周波側のローカル発振器９′が周波数（ｆ0＋W0）のローカル信号を発生する点である。
図９は図８の無線通信装置の動作説明図であり、(1)〜(8)，(5)′,(6)′は図６の同一番号を付した部分におけるスペクトラムを示している。 (1)〜(7)のスペクトラムは図６と同じであり、(1)〜(4)，(7)のスペクトラムの図示は省略している。
低周波側のローカル発振器９から出力するローカル信号周波数はｆ0、高周波側のローカル発振器９′から出力するローカル信号周波数は（ｆ0＋W0）である。このため、図９の(5)、(5)′から明らかなように高周波側主信号の帯域が低周波側主信号の帯域に比べてW0だけ高くなっている。しかし、ミキサ１２′により無線信号周波数を（ｆ0＋W0）ダウンコンバートするため、図９の(6)、(6)′より明らかなようにＡＤ変換器１３，１３′の出力信号の帯域は同一になっている。
バンドパスフィルタ２１，２２はそれぞれ図９の(8)の点線Ａ，Ｂに示すバンドパス特性を有しているため、歪Ｄ１，Ｄ２及び歪Ｄ１′，Ｄ２′を含まない無線信号を出力できる。
以上のように、図８の構成例によればキャリア数が倍になっても対応でき、しかもべースバンド帯域外の歪を除去することができる。しかし、この構成例では、低周波側からの信号が高周波側に、高周波側からの信号が低周波側に漏れこまないようにするために、アナログバンドパスフィルタ２１，２２に非常に急峻な減衰特性が必要とされるため、現実的でない問題がある。なお、バンドパスフィルタ２１，２２を除いて直結(ワイヤ結合)することが考えられる。しかし、バンドパスフィルタ２１，２２を除くと、お互いの信号が送信増幅器１０，１０′に回り込んで、図１０に示すように３次、５次の相互変調歪(Inter Modulation) IM1〜IM4が生じる。
相互変調歪は、図１１(Ａ)に示すように通常２波の信号が増幅器ＡＭＰなどの能動素子に入ると、２波の周波数間隔分離れたところに歪信号が発生する現象である。３次相互変調歪であれば周波数f2+(f2−f1)に発生し、５次相互変調歪であれば周波数f2+2(f2−f1)に発生する。同様の原理で、変調波を増幅器ＡＭＰに入力した場合、変調波を線スペクトラムの集合と考えると、各線スペクトラムがお互いの相互変調歪みを発生する結果、図１１(Ｂ)に示すように、変調波の両側に歪信号が発生する。
図５の従来例および図８の構成例に加えて、送信増幅器に複数の信号を入力した時に生じる相互変調を除去する従来技術が提案されている(特許文献1参照)。この従来技術は、電力増幅器の出力信号を第1、第２の歪補償部にフィードバックするループを備え、第1の歪補償部に低域フィルタを介して電力増幅器出力信号の低域成分をフィードバックして低域側に生じる相互変調歪を補償し、第２の歪補償部に高域フィルタを介して電力増幅器出力信号の高域成分をフィードバックして高域側に生じる相互変調歪を補償する。
特開２００２−６４３４０号公報
図５の従来技術は、キャリア数を増大しようとするとＤＡ変換、ＡＤ変換のサンプリング周波数Ｆsの限界が問題になり、該サンプリング周波数の限界により増大できるキャリア数に限界がある。
図８の構成例はアナログバンドパスフィルタに非常に急峻な減衰特性が必要とされる。
また、上記文献に開示されている従来技術は、相互変調歪を除去するものであるが、周波数を増大するための技術ではない。また、この従来技術は、マルチキャリアを低周波側と高周波側の２系統に分け、各系統毎に設けた送信部の送信増幅器出力を直結した時に生じる相互変調歪を除去するものではない。
以上から本発明の目的はＡＤ変換等に必要となるサンプリング周波数の増加を抑えつつキャリア数を増大できる無線通信装置を提供することである。
本発明の別の目的は、急峻な減衰特性を有するバンドパスフィルタを使用しなくてもマルチキャリア数を増大できる無線通信装置を提供することである。
本発明の別の目的は、マルチキャリアを低周波側と高周波側の２系統に分け、各系統毎に設けた送信部の送信増幅器出力を直結した時に生じる相互変調歪を除去できる無線通信装置を提供することである。
上記課題は本発明によれば、複数のキャリアを低周波側の第１の系統と高周波側の第２の系統に分け、各系統についてそれぞれ、複数のキャリア信号を合成し、合成信号を無線で送信するための処理を行なう無線通信装置において、前記第１の系統及び第２の系統についてそれぞれ送信信号に生じる歪を補償する第１及び第２の歪補償部と、該第１及び第２の歪補償部の出力をそれぞれ増幅する第１及び第２の増幅部と、該第１及び第２の増幅部それぞれの出力を結合してアンテナに入力する結合部と、該結合部で結合された信号を前記第１及び第２の歪補償部にそれぞれフィードバックする第１及び第２のフィードバック部とを備え、前記第１のフィードバック部は前記送信信号に含まれる低周波側のキャリア信号部分を前記第１の歪補償部にフィードバックし、前記第２のフィードバック部は前記送信信号に含まれる高周波側のキャリア信号部分を前記第２の歪補償部にフィードバックする無線通信装置により達成される。
また、上記課題は本発明によれば、第１の送信帯域用の信号の増幅を行う第１の系統と、該第１の系統より周波数の高い第２の送信帯域用の信号の増幅を行なう第２の系統とを備え、増幅後の第１送信帯域の信号及び第２送信帯域の信号を送信信号として共通のアンテナから送信する無線通信装置において、前記第１の系統に入力される信号に対して前置歪み補償処理を施す第１前置歪み補償部と、前記第２の系統に入力される信号に対して前置歪み補償処理を施す第２前置歪み補償部と、前記第１前置歪み補償部の出力を増幅する第１増幅部と、前記第２前置歪み補償部の出力を増幅する第２増幅部と、前記第１及び第２増幅部それぞれで増幅された信号を結合して得られる送信信号を前記アンテナに入力する結合部と、該結合部で出力される前記送信信号を帰還して得られたフィードバック信号について第１周波数変換を行なって得られた信号に対して設けられ、前記第１の送信帯域用の信号を通過域に持ち、前記第２の送信帯域用の信号を阻止域に持つＬＰＦと、前記結合部で出力される前記送信信号を帰還して得られたフィードバック信号について第２周波数変換を行なって得られた信号に対して設けられ、前記第２の送信帯域用の信号を通過域に持ち、前記第１の送信帯域用の信号を阻止域に持つＨＰＦとを備え、該ＬＰＦの出力を前記第１前置歪み補償部に与え、該ＨＰＦの出力を前記第２前置歪み補償部に与える無線通信装置により達成される。
本発明によれば、複数のキャリアを低周波側と高周波側の２系統に分け、各系統毎に設けた送信部の送信増幅器出力を結合（例えば直結）して送信するようにしたから、ＡＤ変換等に必要となるサンプリング周波数の増加を第１従来技術のように増大しなくてもキャリア数を増大することができる。
また、本発明によれば、各送信部の最終段を直結して１つのアンテナに入力し、アンテナに入力する送信信号に含まれる低周波側のキャリア信号部分を低周波側の歪補償部にフィードバックし、又、アンテナに入力する送信信号に含まれる高周波側のキャリア信号部分を高周波側の歪補償部にフィードバックするようにし、各歪補償部で低周波及び高周波の歪を除去するようにしたから、急峻な減衰特性を有するバンドパスフィルタを使用しなくてもマルチキャリア数を増大でき、しかも、各系統毎に設けた送信部の送信増幅器出力を直結した時に生じる相互変調歪を除去することができる。
複数のキャリアを低周波側と高周波側の２系統に分け、各系統に信号を無線で送信するための処理を行なう送信部と送信信号に生じる歪を補償する歪補償部を設ける。そして、各送信部の送信増幅器の出力線を結合（例えば、ワイヤ結合により直結）して１つのアンテナに入力する。低周波側のフィードバック部は、前記送信信号に含まれる低周波側のキャリア信号部分を低周波側の歪補償部にフィードバックし、該歪補償部は低周波側の相互変調歪を含む歪を補償する。一方、高周波側のフィードバック部は前記送信信号に含まれる高周波側のキャリア信号部分を高周波側の歪補償部にフィードバックし、該歪補償部は高周波側の相互変調歪を含む歪を補償する。
図１は第１実施例の無線通信装置のブロック図、図２は動作説明図であり、(4)〜(6)′は図１の同一番号を付した部分のスペクトラムを示している。なお、図２においてスペクトラム(1)〜(3)は従来例と同一であるため、図示を省略している(図６参照)。
複数の２ｎ個のキャリアはｎ個づつの低周波側キャリア、高周波側キャリアの２系列に分けられている。低周波側のｎ個のキャリア毎に設けられた信号処理部５１1〜５１nのべースバンド処理部（BB）５１ａは、送信すべきデータに対して誤り訂正／検出符号の付加、インタリーブ、多値変調、符号拡散などのべースバンド信号処理を施し、複素のべースバンド信号を出力する。ルートナイキストフィルタは５１ｂ、５１ｃはべースバンド処理部５１ａから入力する複素べースバンド信号の実数部と虚数部にルートナイキストフィルタ処理を施し（図６の(1)参照）、キャリアシフト部５１ｃ，５１ｄはべースバンド信号の実数部と虚数部にexp(jωjt)（ｊ＝１〜ｎ）を乗算して角周波数ωjのキャリア信号にして出力する(図６の(2)参照)。
合成部５２ａ，５２ｂは各キャリアの同相分、直交分毎に合成し、合成信号の同相成分Ｉch及び直交成分Ｑchを出力し、直交変調部５３はキャリア合成信号の周波数帯域幅をW0とするとき、周波数が１．５×W0のローカル信号を用いて該キャリア合成信号に直交変調を施す（図６の(3)参照)。この直交変調により各キャリア周波数は１．５×W0アップした中間周波信号になる。歪補償部５４は、送信増幅器６０で発生する歪等を補償する歪補償信号を発生し、演算部５５は該歪補償信号を直交変調部５３の出力信号に加算してＤＡ変換器５６に入力する。
ＤＡ変換器５６は演算部５５から入力する歪補償された信号をサンプリング周波数Ｆsでアナログに変換し、ローパスフィルタ５７は不必要な高域成分を除去し（図２の(4)参照)、ミキサ５８は、入力信号にローカル発振器５９から出力する周波数ｆ0のローカル信号を乗算して周波数（ｆ0＋１．５×W0）の無線信号にアップコンバートする。送信増幅器６０は周波数アップコンバートされた無線信号を増幅して出力する。
高周波側のｎ個のキャリア毎に設けられた信号処理部５１n+1〜５１2nのべースバンド処理部（BB）５１ａ、ルートナイキストフィルタ５１ｂ、５１ｃ、キャリアシフト部５１ｃ，５１ｄは低周波側と同様に動作する。ただし、キャリアシフト部５１ｄ，５１ｅはべースバンド信号の実数部と虚数部にexp(jωjt)（ｊ＝n+1〜2ｎ）を乗算して角周波数ωjのキャリア信号にして出力する。合成部５２ｃ，５２ｄは各キャリアの同相分、直交分毎に合成し、合成信号の同相成分Ｉch及び直交成分Ｑchを出力し、直交変調部５３′はキャリア合成信号の周波数帯域幅をW0とするとき、周波数が１．５×W0のローカル信号を用いて該キャリア合成信号に直交変調を施す。この直交変調により各キャリア周波数は１．５×W0アップした中間周波信号になる。歪補償部５４′は、送信増幅器６０′で発生する歪等を補償する歪補償信号を発生し、演算部５５′は該歪補償信号を直交変調部５３′の出力信号に加算してＤＡ変換器５６′に入力する。
ＤＡ変換器５６′は演算部５５′から入力する歪補償された信号をサンプリング周波数Ｆsでアナログに変換し、ローパスフィルタ５７′は不必要な高域成分を除去し、ミキサ５８′は、入力信号にローカル発振器５９′から出力する周波数（ｆ0＋W0）のローカル信号を乗算して周波数（ｆ0＋２．５×W0）の無線信号にアップコンバートする。送信増幅器６０′は周波数アップコンバートされた無線信号を増幅して出力する。
直結部（ワイヤ結合部）６１は低周波側送信部の送信増幅器６０の出力信号線と高周波側送信部の送信増幅器６０′の出力信号線を直結してアンテナを介して送信する（図６の(5)参照）。この直結により、お互いの信号が送信増幅器６０，６０′に回り込んで、図６の(5)に示すように３次相互変調歪IM1，IM2が生じる。５次の相互変調歪も生じるが図示を省略している。なお、Ｄ１，Ｄ２は送信増幅器６０で発生する歪、Ｄ１′，Ｄ２′は送信増幅器６０′で発生する歪である。
歪Ｄ１，Ｄ１′および３次相互変調歪IM1を除去するために、方向結合器６２は送信信号の一部を抽出し、ミキサ６３は入力信号にローカル発振器５９から出力するローカル信号を乗算して周波数１．５×W0の中間周波信号にダウンコンバートし、ＡＤ変換器６４は周波数Ｆs=6×W0で入力信号をサンプリングしてディジタル変換する。ローパスフィルタ６５は図２(6)の点線Ａで示すローパス特性を有し、低周波側の主信号と共に歪Ｄ１，Ｄ１′および３次相互変調歪IM1を歪補償部５４に入力する。歪補償部５４はＬＭＳ適応アルゴリズムを用いてこれら歪みＤ１，Ｄ１′及び３次相互変調歪IM1を除去するための歪補償信号を発生してを低周波側の送信信号に付加する。以上の動作が繰返され、最終的にアンテナ入力信号（図６の(5)参照）から歪みＤ１，Ｄ１′及び３次相互変調歪IM1が除去される。尚、サンプリング周波数ＦsでＡＤ変換することにより、Ｆs／２で３次相互変調歪IM2等が折り返すこともあるが、低域フィルタの通過帯域外であるため影響はない。
一方、アンテナ入力信号に含まれる歪Ｄ２，Ｄ２′および３次相互変調歪IM2を補償するために、方向結合器６２は送信信号の一部を抽出し、ミキサ６３′は入力信号にローカル発振器５９′から出力するローカル信号を乗算して周波数１．５×W0の中間周波信号にダウンコンバートし、ＡＤ変換器６４′は周波数Ｆs=6×W0で入力信号をサンプリングしてディジタル変換する。ハイパスフィルタ６６は図２(6)′の点線Ｂで示すハイパス特性を有し、高周波側の主信号と共に歪Ｄ２，Ｄ２′および３次相互変調歪IM2を歪補償部５４に入力する。歪補償部５４′はＬＭＳ適応アルゴリズムを用いてこれら歪みＤ２，Ｄ２′及び３次相互変調歪IM2を除去するための歪補償信号を発生してを高周波側の送信信号に付加する。以上の動作が繰返され、最終的にアンテナ入力信号（図６の(5)参照）から歪みＤ２，Ｄ２′及び３次相互変調歪IM2が除去される。尚、サンプリング周波数ＦsでＡＤ変換することにより、周波数0で３次相互変調歪IM1が折り返すこともあるが、高域フィルタの通過帯域外であるため影響はない。
以上、第１実施例によれば、サンプリング周波数を増大しなくても、又、急峻な減衰特性を有するバンドパスフィルタを使用しなくてもマルチキャリア数を増大でき、しかも、各系統毎に設けた送信部の送信増幅器出力を直結した時に生じる相互変調歪を除去することができる。
第１実施例では直交復調器５３，５３′のローカル周波数を１．５W0としたが、１．５W0以上、たとえば、２．５W0とすることができる。ローカル周波数を２．５W0とし、サンプリング周波数Ｆsを１０×W0とすることにより、５次相互変調歪も歪補償部５３，５３′に入力して歪補償できるようになる。
第１実施例におけるローパスフィルタ、ハイパスフィルタの特性として急峻な特性が必要となるが、アナログと異なりそのような特性を有するディジタルローパスフィルタ、ディジタルハイパスフィルタは容易に設計可能である。
第１実施例では、直結部（ワイヤ結合部）６１の出力信号をミキサ６３，６３′にそれぞれフィードバックしたが、送信増幅器６０、６０′の出力信号をそれぞれミキサ６３，６３′にフィードバックするように構成することもできる。
図３は第２実施例の無線通信装置のブロック図、図４は動作説明図であり、(4)〜(6)′は図３の同一番号を付した部分のスペクトラムを示している。尚、(1)〜(3)のスペクトラムは従来例と同一であるため省略している。また、図３において、図１の第１実施例と同一部分には同一符号を付している。
図３において、図１の第1実施例と異なる点は、
(a)演算部５５ａ，５５ｂで歪補償信号が加算された送信信号を直交変調器５３，５３′に入力する点、
(b) 第1のミキサ６３，６３′の後段に入力信号の周波数をＷ0アップする第２のミキサ７１，７１′、ローカル発振器７２を設けている点、
(c) ローカル周波数２．５Ｗ0の直交復調器７３，７３′をそれぞれローパスフィルタ６５、ハイパスフィルタ６６の後段に設け、その出力信号を歪補償部５４，５４′にフィードバック入力している点である。
第２実施例において、アンテナ入力信号に含まれる歪Ｄ１，Ｄ１′および３次、５次相互変調歪IM1、IM3（図４の(５)参照)を除去するために、方向結合器６２は送信信号の一部を抽出する。ミキサ６３は該抽出された信号にローカル発振器５９から出力するローカル信号を乗算して周波数１．５×W0の信号にダウンコンバートし、ミキサ７１は該信号の周波数をW0アップして周波数２．５×W0の信号にして出力する。.
ＡＤ変換器６４は周波数Ｆs=１０×W0で入力信号をサンプリングしてディジタル変換する。ローパスフィルタ６５は図４の(6)の点線Ａで示すローパス特性を有し、低周波側の主信号と共に歪Ｄ１，Ｄ１′および３次、５次相互変調歪IM1、IM3を直交復調器７３に入力し、直交復調器７３はローカル周波数２．５×W0で直交復調して復調信号を歪補償部５４に入力する。歪補償部５４はＬＭＳ適応アルゴリズムを用いて歪みＤ１，Ｄ１′及び３次、５次相互変調歪IM1、IM3を除去するための歪補償信号を発生してを低周波側の送信信号に付加する。以上の動作が繰返され、最終的にアンテナ入力信号（図４の(5)参照）から歪みＤ１，Ｄ１′及び３次、５次相互変調歪IM1、IM3が除去される。尚、サンプリング周波数ＦsでＡＤ変換することにより、Ｆs／２で３次相互変調歪IM2が折り返すこともあるが、低域フィルタの通過帯域外であるため影響はない。また、周波数０で５次相互変調歪IM3が折り返すこともあるが、歪補償部５４で除去される。
一方、アンテナ入力信号に含まれる歪Ｄ２，Ｄ２′および３次、５次相互変調歪IM2、IM4（図４の(５)参照)を補償するために、方向結合器６２は送信信号の一部を抽出する。ミキサ６３′は該抽出された信号にローカル発振器５９から出力するローカル信号を乗算して周波数１．５×W0の信号にダウンコンバートし、ミキサ７１′は該信号の周波数をW0アップして周波数２．５×W0の信号にして出力する。.
ＡＤ変換器６４′は周波数Ｆs=１０×W0で入力信号をサンプリングしてディジタル変換する。ハイパスフィルタ６６は図４の(6)′の点線Bで示すハイパス特性を有し、高周波側の主信号と共に歪Ｄ２，Ｄ２′および３次、５次相互変調歪IM2、IM4を直交復調器７３′に入力し、直交復調器７３′はローカル周波数２．５×W0で直交復調して復調信号を歪補償部５４′に入力する。歪補償部５４′はＬＭＳ適応アルゴリズムを用いて歪みＤ２，Ｄ２′及び３次、５次相互変調歪IM2、IM4を除去するための歪補償信号を発生してを低周波側の送信信号に付加する。以上の動作が繰返され、最終的にアンテナ入力信号（図４の(5)参照）から歪みＤ２，Ｄ２′及び３次、５次相互変調歪IM2、IM4が除去される。尚、サンプリング周波数ＦsでＡＤ変換することにより、Ｆs／２で５次相互変調歪IM4が折り返すこともありうるが、歪補償部５４′で除去される。また、周波数０で５次相互変調歪IM3が折り返すこともありうるが、高域フィルタの通過帯域外であるため影響はない。
以上、第２実施例によれば、サンプリング周波数が第１実施例に比べて高くなるが、第３次相互変調歪に加えて第５次の相互変調歪をも除去することが可能になる。また、急峻な減衰特性を有するバンドパスフィルタを使用しなくてもマルチキャリア数を増大できる。
第２実施例において、低周波側の第１、第２ミキサ６３，７１によりトータル的に周波数（ｆ0−W0）ダウンし、高周波側の第１、第２ミキサ６３′、７１′によりトータル的に周波数ｆ0ダウンする。したがって、低周波側の第１、第２ミキサ６３，７１を１つにまとめて周波数（ｆ0−W0）ダウンするように構成し、また、高周波側の第１、第２ミキサ６３′、７１′を１つにまとめて周波数ｆ0ダウンするように構成することもできる。
第２実施例では、直結部（ワイヤ結合部）６１の出力信号をミキサ６３，６３′にそれぞれフィードバックしたが、送信増幅器６０、６０′の出力信号をそれぞれミキサ６３，６３′にフィードバックするように構成することもできる。
・(付記）
（付記１）
複数のキャリアを低周波側と高周波側の２系統に分け、各系統に信号を無線で送信するための処理を行なう送信部と送信信号に生じる歪を補償する歪補償部を備えた無線通信装置において、
各送信部の最終段を直結して１つのアンテナに入力する結合部、
該アンテナに入力する送信信号を各系統の歪補償部にそれぞれフィードバックするフィードバック部を備え、
低周波側のフィードバック部は前記送信信号に含まれる低周波側のキャリア信号部分を低周波側の歪補償部にフィードバックし、高周波側のフィードバック部は前記送信信号に含まれる高周波側のキャリア信号部分を高周波側の歪補償部にフィードバックする、
ことを特徴とする無線通信装置。
（付記２） 前記低周波側及び高周波側の送信部はそれぞれ、
複数のキャリア信号を合成する合成部、
合成信号の周波数帯域幅をW0とするとき、周波数が１．５W0以上のローカル信号を用いて該合成信号に直交変調を施す直交変調部、
該直交変調部から出力される信号の周波数を無線周波数にアップコンバートする周波数変換部、
を備えたことを特徴とする付記１記載の無線通信装置。
（付記３）
前記低周波側の周波数変換部が周波数をｆ0アップした場合には、前記高周波側の周波数変換部は周波数を（ｆ0＋W0）アップする、
ことを特徴とする付記２記載の無線通信装置。
（付記４）
低周波側の前記フィードバック部は、
前記低周波側の送信部の周波数変換部で周波数をアップコンバートした分、アンテナ入力信号の周波数をダウンコンバートする周波数変換部、
該周波数変換部出力をディジタルに変換するディジタル変換器、
該ディジタル変換器から出力する信号に含まれる低周波側のキャリア信号部分を通過して低周波側の歪補償部に入力するローパスフィルタ、
を備え、高周波側の前記フィードバック部は、
前記高周波側の送信部の周波数変換部で周波数をアップコンバートした分、アンテナ入力信号の周波数をダウンコンバートする周波数変換部、
該周波数変換部出力をディジタルに変換するディジタル変換器、
該ディジタル変換器から出力する信号に含まれる高周波側のキャリア信号部分を通過して高周波側の歪補償部に入力するハイパスフィルタ、
を備えることを特徴とする付記2又は３記載の無線通信装置。
（付記５）
前記低周波側及び高周波側の送信部はそれぞれ、
複数のキャリア信号を合成する合成部、
合成信号の周波数帯域幅をW0とするとき、前記歪補償部で歪補償された合成信号に周波数が１．５W0のローカル信号を用いて直交変調を施す直交変調部、
直交変調部から出力される信号の周波数を無線周波数にアップコンバートする周波数変換部、
を備え、前記低周波側の周波数変換部は周波数をｆ0アップし、前記高周波側の周波数変換部は周波数を（ｆ0＋W0）アップする、
ことを特徴とする付記１記載の無線通信装置。
（付記６）
低周波側の前記フィードバック部は、
入力信号の周波数をトータル（ｆ0−W0）ダウンする周波数変換部、
該周波数変換部出力をディジタルに変換するディジタル変換器、
該ディジタル変換器から出力する信号に含まれる低周波側のキャリア信号部分を通過するローパスフィルタ、
２．５W0のローカル信号を用いて該ローパスフィルタ出力信号に直交復調を施して低周波側の歪補償部に入力する直交復調部、
を備え、高周波側の前記フィードバック部は、
入力信号の周波数をトータルｆ0ダウンする周波数変換部、
該第2周波数変換部出力をディジタルに変換するディジタル変換器、
該ディジタル変換器から出力する信号に含まれる高周波側のキャリア信号部分を通過するハイパスフィルタ、
２．５W0のローカル信号を用いて該ハイパスフィルタ出力信号に直交復調を施して高周波側の歪補償部に入力する直交復調部、
を備えることを特徴とする付記５記載の無線通信装置。
（付記７）
前記低周波側のフィードバック部はローパスフィルタを備え、低周波側の主信号と共に低周波側に発生した歪信号を低周波側の歪補償部に入力し、前記高周波側のフィードバック部はハイパスフィルタを備え、高周波側の主信号と共に高周波側に発生した歪信号を高周波側の歪補償部に入力する、
ことを特徴とする付記１記載の無線通信装置。
（付記８）
第１の送信帯域用の信号の増幅を行う第１の系統と、該第１の系統より周波数の高い第２の送信帯域用の信号の増幅を行なう第２の系統とを備え、増幅後の第１送信帯域の信号及び第２送信帯域の信号を送信信号として共通のアンテナから送信する無線通信装置において、
前記第１の系統に入力される信号に対して前置歪み補償処理を施す第１前置歪み補償部と、
前記第２の系統に入力される信号に対して前置歪み補償処理を施す第２前置歪み補償部と、
増幅後の前記送信信号を帰還して得られたフィードバック信号について第１周波数変換を行なって得られた信号に対して設けられ、前記第１の送信帯域用の信号を通過域に持ち、前記第２の送信帯域用の信号を阻止域に持つＬＰＦと、
増幅後の前記送信信号を帰還して得られたフィードバック信号について第２周波数変換を行なって得られた信号に対して設けられ、前記第２の送信帯域用の信号を通過域に持ち、前記第１の送信帯域用の信号を阻止域に持つＨＰＦと、
を備え、該ＬＰＦの出力を前記第１前置歪み補償部に与え、該ＨＰＦの出力を前記第２前置歪み補償部に与える、
ことを特徴とする無線通信装置。
第１実施例の無線通信装置のブロック図である。 第１実施例の動作説明図である。 第２実施例の無線通信装置のブロック図である。 第２実施例の動作説明図である。 従来のマルチキャリア無線通信装置の構成図である。 図５の動作説明図である。 歪補償部の構成例である。 従来のマルチキャリア無線通信装置の別の構成図である。 図８の動作説明図である。 低周波側及び高周波側の送信増幅器の出力線を直結(ワイヤ結合)した時に発生する相互変調歪説明図である。 相互変調歪発生原理説明図である。
符号の説明
５１1〜５１2n 信号処理部
５２ａ〜５２ｄ 合成部
５３，５３′ 直交変調部
５４，５４′ 歪補償部
５５，５５′ 演算部
５６，５６′ ＤＡ変換器
５７，５７′ ローパスフィルタ
５８，５８′ ミキサ
５９ ローカル発振器
６０,６０′ 送信増幅器
６１ 直結部（ワイヤ結合部）
６２ 方向結合器
６３，６３′ ミキサ
６４，６４′ ＡＤ変換器
６５ ローパスフィルタ
６６ ハイパスフィルタ

Claims (5)

  1. 複数のキャリアを低周波側の第１の系統と高周波側の第２の系統に分け、各系統についてそれぞれ、複数のキャリア信号を合成し、合成信号を無線で送信するための処理を行なう無線通信装置において、
    前記第１の系統及び第２の系統についてそれぞれ送信信号に生じる歪を補償する第１及び第２の歪補償部と、
    該第１及び第２の歪補償部の出力をそれぞれ増幅する第１及び第２の増幅部と、
    該第１及び第２の増幅部それぞれの出力を結合してアンテナに入力する結合部と、
    該結合部で結合された信号を前記第１及び第２の歪補償部にそれぞれフィードバックする第１及び第２のフィードバック部とを備え、
    前記第１のフィードバック部は前記送信信号に含まれる低周波側のキャリア信号部分を前記第１の歪補償部にフィードバックし、前記第２のフィードバック部は前記送信信号に含まれる高周波側のキャリア信号部分を前記第２の歪補償部にフィードバックする、
    ことを特徴とする無線通信装置。
  2. 前記低周波側及び高周波側のそれぞれの系統に送信部を備え、該送信部はそれぞれ、
    複数のキャリア信号を合成する合成部、
    合成信号の周波数帯域幅をW0とするとき、周波数が１．５W0以上のローカル信号を用いて該合成信号に直交変調を施す直交変調部、
    該直交変調部から出力される信号の周波数を無線周波数にアップコンバートする周波数変換部、
    前記第１または第２の増幅部、
    を備えたことを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
  3. 低周波側の前記第１のフィードバック部は、
    前記低周波側の送信部の周波数変換部で周波数をアップコンバートした分、アンテナ入力信号の周波数をダウンコンバートする周波数変換部、
    該周波数変換部出力をディジタルに変換するディジタル変換器、
    該ディジタル変換器から出力する信号に含まれる低周波側のキャリア信号部分を通過して低周波側の歪補償部に入力するローパスフィルタ、
    を備え、高周波側の前記第２のフィードバック部は、
    前記高周波側の送信部の周波数変換部で周波数をアップコンバートした分、アンテナ入力信号の周波数をダウンコンバートする周波数変換部、
    該周波数変換部出力をディジタルに変換するディジタル変換器、
    該ディジタル変換器から出力する信号に含まれる高周波側のキャリア信号部分を通過して高周波側の歪補償部に入力するハイパスフィルタ、
    を備えることを特徴とする請求項２記載の無線通信装置。
  4. 前記低周波側及び高周波側のそれぞれの系統に送信部を備え、該送信部はそれぞれ、
    複数のキャリア信号を合成する合成部、
    合成信号の周波数帯域幅をW0とするとき、前記歪補償部で歪補償された合成信号に周波数が１．５W0のローカル信号を用いて直交変調を施す直交変調部、
    直交変調部から出力される信号の周波数を無線周波数にアップコンバートする周波数変換部、
    前記第１または第２の増幅部、
    を備え、前記低周波側の周波数変換部は周波数をｆ0アップし、前記高周波側の周波数変換部は周波数を（ｆ0＋W0）アップする、
    ことを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
  5. 第１の送信帯域用の信号の増幅を行う第１の系統と、該第１の系統より周波数の高い第２の送信帯域用の信号の増幅を行なう第２の系統とを備え、増幅後の第１送信帯域の信号及び第２送信帯域の信号を送信信号として共通のアンテナから送信する無線通信装置において、
    前記第１の系統に入力される信号に対して前置歪み補償処理を施す第１前置歪み補償部と、
    前記第２の系統に入力される信号に対して前置歪み補償処理を施す第２前置歪み補償部と、
    前記第１前置歪み補償部の出力を増幅する第１増幅部と、
    前記第２前置歪み補償部の出力を増幅する第２増幅部と、
    前記第１及び第２増幅部それぞれで増幅された信号を結合して得られる送信信号を前記アンテナに入力する結合部と、
    該結合部で出力される前記送信信号を帰還して得られたフィードバック信号について第１周波数変換を行なって得られた信号に対して設けられ、前記第１の送信帯域用の信号を通過域に持ち、前記第２の送信帯域用の信号を阻止域に持つＬＰＦと、
    前記結合部で出力される前記送信信号を帰還して得られたフィードバック信号について第２周波数変換を行なって得られた信号に対して設けられ、前記第２の送信帯域用の信号を通過域に持ち、前記第１の送信帯域用の信号を阻止域に持つＨＰＦと、
    を備え、該ＬＰＦの出力を前記第１前置歪み補償部に与え、該ＨＰＦの出力を前記第２前置歪み補償部に与える、
    ことを特徴とする無線通信装置。
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