JP5381202B2 - 時分割双方向伝送方式の無線装置 - Google Patents

Description

本発明は、時分割双方向伝送方式の無線装置に関する。本発明を、送信増幅器の逆歪特性によって送信信号を補正するプリディストーション方式を用いた時分割双方向伝送方式の無線装置において、歪補償ループに漏れ込んだアンテナからの反射信号（戻り信号）を、時分割双方向伝送方式の受信系を伝達する戻り信号と合成する無線装置に適用することもできる。

高能率伝送のため多値位相変調方式を用いた無線通信装置は、送信系の電力増幅器（以降、送信増幅器と記載する場合がある。）の非線形歪を抑制し、隣接チャネルへの漏洩電力を低減する重要な設計条件が与えられている。例えば、あるキャリアに与えられた周波数帯域の境界にあるチャネルにおいて、無線通信装置はそのチャネルの漏洩電力によって他キャリアの隣接チャネルに対して雑音を与えていることになる。

非線形歪を補償する歪補償増幅器は、非線形歪の逆歪特性を有したデータ（以降、歪補償データと記載する場合がある。）によって送信信号を予め補正し、この補正された信号を送信増幅器の入力信号とするプリディストーション方式を採用している場合がある。また、プリディストーション方式は、送信増幅器の経年変化による歪補償データ更新のため、送信増幅器によって増幅された送信信号の一部をフィードバックして、プリディストーション補正される前の送信信号と比較することによって歪補償データを更新している。以降、この歪補償データを更新するための送信増幅器とフィードバック系を備えたループ系を歪補償ループと記載する場合がある。

よって、歪補償ループのフィードバックされる信号（以降、フィードバック信号と記載する場合がある。）は、送信増幅器の出力信号を反映した信号とならなければならない。

しかし、アンテナ設置条件の悪化等によって引き起こされるアンテナ負荷変動によって、アンテナにて送信信号の反射が発生する。そして、この反射された送信信号（以降、戻り信号と記載する場合がある。）が歪補償ループに漏れ込む場合がある。そのためにフィードバック信号が送信増幅器の出力信号を反映した信号でなくなってしまう。この問題の解決策の一案として、位相または振幅のいずれかを調整可能なベクトル調整回路を具備し、フィードバック信号に漏れ込んだ戻り信号をキャンセルする技術が公開されている（特許文献１参照）。

国際公開第２００６／０５９３７２号パンフレット

上記のように、プリディストーション方式の歪補償増幅器は、歪補償ループに漏れ込んだ戻り信号による誤った歪補償データ更新を回避することが必要である。

以降に開示の技術は、時分割双方向伝送方式（以降、ＴＤＤ(Time Division Duplex)方式と記載する場合がある。）の無線装置において、戻り信号が漏れ込んだフィードバック信号を、ＴＤＤ方式の受信系を伝達する戻り信号と合成する無線装置の提供を目的とする。

送信増幅器の非線形歪を補償する歪補償ループを有し、同一周波数を用いて送信時間帯と受信時間帯の異なるタイミングで無線信号を送受信するＴＤＤ方式の無線装置であって、該送信時間帯に送信される送信信号を増幅する送信増幅器の非線形歪の逆歪特性による該送信信号の補正処理を行い、該補正処理が成された該送信信号を送信処理する歪補償増幅部と、該歪補償増幅部によって該送信処理された該送信信号をアンテナへの送信方向に転送すると共に該送信信号の一部であるフィードバック信号を取り出す分配器と、該分配器によって取り出された該フィードバック信号を該送信時間帯にて受信処理するフィードバック処理部と、該アンテナからの受信方向の該受信時間帯の受信信号及び該送信時間帯の該送信信号の該アンテナにおける反射信号である戻り信号を受信処理する受信処理部と、該分配器によって該送信方向に転送された該送信信号を該送信方向に転送し、該アンテナからの該受信方向の信号を該受信処理部に転送する切替器と、該送信時間帯にて、該フィードバック処理部によって処理された該フィードバック信号と該受信処理部によって処理された該戻り信号とのタイミングを調整する遅延調整部と、該送信時間帯において、該遅延調整部によって調整された該フィードバック信号と該戻り信号とのレベルと位相の調整を実施するベクトル調整部と、該送信時間帯にて、該ベクトル調整部によって調整された該フィードバック信号と該戻り信号を合成する信号合成部と、該送信時間帯にて、該信号合成部によって合成された信号と該歪補償増幅部に入力される該送信信号の特性に応じて該送信信号を補正するための歪補償データを更新し歪補償テーブルに格納し、入力される該送信信号の信号レベルに基づいて該送信信号を補正するフィードバック制御部とを備え、該歪補償増幅部は、該入力信号レベルに応じて該歪補償テーブルから読み出された該歪補償データによって該送信時間帯にて該送信信号を補正するプリディストータと、該プリディストータによって補正された該送信信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換部と、該Ｄ／Ａ変換部によって変換された該送信信号を直交変換する直交変調器と、該直交変調器によって直交変調された該送信信号を周波数変換する周波数変換器と、該周波数変換器によって周波数変換された該送信信号を電力増幅する増幅器を備え、該フィードバック処理部は、該分配器からの該フィードバック信号を該送信時間帯にて周波数変換する周波数変換器と、該周波数変換器によって周波数変換された該フィードバック信号を直交検波する直交復調器と、該直交復調器によって復調された該フィードバック信号をディジタル信号に変換し該遅延調整部へ転送するＡ／Ｄ変換部を備え、該受信処理部は、該送信時間帯に該戻り信号の減衰量を変動する可変減衰器と、該可変減衰器からの該戻り信号を増幅する増幅器と、該増幅器によって増幅された該戻り信号を該フィードバック処理部と同等な特性を有する該周波数変換器、該直交変調器、該Ａ／Ｄ変換部を備えることを特徴とするＴＤＤ方式の無線装置である。

開示のＴＤＤ方式の無線装置によれば、ＴＤＤ方式の送信・受信周波数が共に同一周波数のため、受信信号の受信処理を行うための増幅器、周波数変換器、直交復調器そしてＡ／Ｄ変換器（以降、これらの受信処理を行う機能群を受信系と記載する場合がある。）を利用し、戻り信号が漏れ込んだフィードバック信号を、受信系を伝達する戻り信号と合成できるＴＤＤ方式の無線装置を提供することが可能となる。

上記のＴＤＤ方式の無線装置は、送信信号を送信方向へ転送する送信時間帯にて、戻り信号をＴＤＤ方式の受信系を利用して受信処理することが可能となる利点がある。よって、戻り信号が漏れ込んだフィードバック信号を、ＴＤＤ方式の受信系にて受信処理された戻り信号と合成することが出来るようになり、歪補償ループに漏れ込んだ戻り信号による誤った歪補償データ更新を回避することが可能となる。

時分割双方向伝送方式（ＴＤＤ方式）を説明するための図である。 非線形歪の影響を説明するための周波数スペクトルである。 実施例１のＴＤＤ方式の無線装置を説明するための図である。 実施例１のＴＤＤ方式の無線装置の歪補償方法を説明するための歪補償フローである。 実施例２のＴＤＤ方式の無線装置を説明するための図である。 実施例２のＴＤＤ方式の無線装置の歪補償方法を説明するための歪補償フローである。 方向性結合器を説明するための図である。 サーキュレータを説明するための図である。 歪補償増幅部・フィードバック制御部を説明するための図である。 フィードバック処理部を説明するための図である。 受信処理部を説明するための図である。

以降、図面を併用して実施例を説明する。なお、図面において同一のものまたは類似するものについては同一の符号を記載する。

まず、ＴＤＤ方式と非線形歪について説明する。

図１はＴＤＤ方式を説明するための図である。例えば、基地局と同一セル内の移動局１〜移動局３が同一周波数を用いてＴＤＤフレーム内の異なるタイミングにて交互に送信・受信を行う。本図では４チャネル多重マルチキャリア方式について示している。各ＴＤＤフレームは基地局から移動局への下り方向の通信を行う送信時間帯と移動局から基地局への上り方向の通信を行う受信時間帯に分割され、それぞれの時間帯は４つのタイムスロットが割り当てられている。例えば、送信時間帯をＴ１〜Ｔ４タイムスロット、受信時間帯をＲ１〜Ｒ４タイムスロットに割り当てている。Ｔ１、Ｒ１タイムスロットは制御チャネルであり、複数のＴＤＤフレーム毎に各移動局と制御信号の送受信を行うために使用される。つまり、第１のＴＤＤフレームの制御チャネルは基地局と移動局１が、第２のＴＤＤフレームの制御チャネルは基地局と移動局２が、第３のＴＤＤフレームの制御チャネルは基地局と移動局３が制御信号の送受信を行う。そして、Ｔ２〜Ｔ４、Ｒ２〜Ｒ４タイムスロットは通信チャネルであり、ＴＤＤフレーム毎に基地局と各移動局が通信信号の送受信を行う。

図２は非線形歪の影響を説明するための送信信号の周波数スペクトルであり、送信信号が１波の場合を示している。図２（ａ）は非線形歪がない場合の送信信号、図２（ｂ）は非線形歪が発生した場合の送信信号の周波数スペクトルである。図２（ｂ）に示すように、非線形歪が発生すると、サイドローブが持ち上がった周波数スペクトルとなり、隣接チャネルに漏洩する電力が多くなり隣接チャネルの通信品質を劣化させる。

この非線形歪を補償する歪補償増幅器として、予め、送信増幅器へ入力する送信信号を送信増幅器で発生する非線形歪の逆特性を有した歪補償データによって補正するプリディストレーション方式がある。プリディストーション方式の歪補償増幅器では送信増幅器の経年変化によって非線形特性が変化するため歪補償データの更新が必要となる。歪補償データ更新のために、送信増幅器の出力信号である歪補償データによる補正がなされた送信信号の一部をフィードバックする。このフィードバック信号と歪補償データによって補正されていない送信信号とを比較し、この比較結果に応じて歪補償テーブルに格納されている歪補償データを更新する。

次に、送信信号のアンテナにおける反射信号（戻り信号）がこのフィードバック信号に漏れ込んで歪補償テーブルに格納されている歪補償データの誤った更新を解決するＴＤＤ方式の無線装置を説明する。

図３はＴＤＤ方式の無線装置を説明するための図である。１は歪補償増幅部、２は歪補償テーブル部、３は分配器、４は切替器、５はアンテナ、６はフィードバック処理部、７は受信処理部、そして８は合成部である。

図３に記載の（１）〜（４）は歪補償増幅部１によって増幅された送信信号を、（５）〜（８）は送信信号（４）がアンテナ５にて反射した戻り信号を、そして（１１）、（１２）はアンテナ５で受信された受信信号を示している。戻り信号を点線で示している。

ＴＤＤ方式の送信時間帯において、下記の送信処理を行う。

歪補償増幅部１は入力された送信信号を歪補償テーブル部２から通知される歪補償データで補正し、補正された送信信号を所定の信号レベルに増幅する。歪補償テーブル部２０は送信信号レベルに対応した歪補償データを格納しており、入力される送信信号レベルに応じて歪補償データを歪補償増幅部１へ通知する。分配器３は歪補償増幅部１によって増幅された送信信号（１）を、アンテナへの送信方向に転送される送信信号（３）と歪補償ループへの送信信号（以降、フィードバック信号と記載する場合がある。）（２）に分配する。送信信号（３）は分配器３の挿入損失を持って分配され、フィードバック信号（２）は分配器３の結合度に応じた損失を持って分配される。切替器４は分配器３によって分配された送信信号（３）を送信方向に転送する。アンテナ５は切替器４によって転送された送信信号（４）を無線信号として放射する。

ＴＤＤ方式の受信時間帯において下記の受信処理を行う。

アンテナ５は受信波を受信し受信信号（１１）を転送する。切替器４は受信信号（１１）を受信方向である受信処理部７へ転送する。受信処理部７は切替器４によって転送された受信信号（１２）の受信処理を行い、受信信号として出力する。

よって、分配器３は歪補償増幅部１からの送信信号の大部分を送信方向の切替器４へ転送し、送信信号の一部をフィードバック信号としてフィードバック処理部６へ転送する方向性結合器（directional coupler）であることが望ましい。切替器４は分配器３からの送信信号を送信方向のアンテナ５へ転送し、アンテナ５からの受信信号を受信方向の受信処理部７へ転送するサーキュレータであることが望ましい。

また、ＴＤＤ方式の送信時間帯において、送信信号（４）を伝達する給電線（図３の切替器４とアンテナ５を接続する線路。）の特性インピーダンスとアンテナ５の特性インピーダンスのミスマッチにより、送信信号（４）の一部はアンテナ５において反射して戻り信号（５）が発生する。戻り信号（５）の多くは戻り信号（７）として受信方向の受信処理部７へ転送されるが、一部は切替器４の送信信号が転送される送信経路に漏れ込んで戻り信号（６）として分配器３へ漏れ込んでいく。分配器３に漏れ込んだ戻り信号は戻り信号（８）としてフィードバック信号（２）に漏れ込む。

ＴＤＤ方式の送信時間帯において、フィードバック処理部６は戻り信号（８）が漏れ込んだフィードバック信号（２）の受信処理を行う。また、受信処理部７は戻り信号（７）の受信処理を行う。合成部８は、フィードバック処理部６によって受信処理された戻り信号が漏れ込んだフィードバック信号と、受信処理部７によって受信処理された戻り信号とを受信し、フィードバック信号を受信処理部７からの戻り信号と以下のように合成する。

合成部８は、フィードバック信号と受信処理部７によって受信処理された戻り信号とのタイミングを一致させるように、いずれかの信号の遅延を調整する。次に、それぞれの信号の位相とレベルを一致させるように、戻り信号の位相と信号レベルを調整する。例えば、信号位相の調整は移相器によって行い、信号レベルの調整は減衰器によって行う。そして、タイミング、位相、レベルが調整されたフィードバック信号と戻り信号を合成することによって、戻り信号が取り除かれたフィードバック信号を生成する。

なお、例えば、上記のフィードバック信号と戻り信号のタイミング調整は、図１で説明したＴＤＤフレームの送信・受信タイミングによって調整することが可能である。位相とレベルの調整は、アンテナの設置条件を含んだ設計条件に基づいた位相条件、レベル条件を考慮し、移相器による移相量、減衰器による減衰量を予め設定することによって可能である。

歪補償テーブル部２は、合成部８によって生成されたフィードバック信号と入力された送信信号と比較し、その比較結果に応じて歪補償データを更新する。

図４はＴＤＤ方式の無線装置の歪補償方法を説明するための歪補償フローである。

Ｓ１１：図３に示すフィードバック処理部６で処理されたフィードバック信号と受信処理部７で処理された戻り信号のタイミング、例えばＴＤＤフレームタイミングが一致するように、タイミングが早い何れかの信号の遅延を調整する。

Ｓ１２：ステップＳ１１で信号タイミングが一致されたフィードバック信号と戻り信号について、フィードバック信号に漏れ込んだ戻り信号のレベルと位相に一致するように、戻り信号のレベルと位相を調整する。

Ｓ１３：ステップＳ１２で調整されたフィードバック信号を戻り信号と合成することによって、フィードバック信号に漏れ込んだ戻り信号を取り除く。

Ｓ１４：ステップＳ１３によって合成されたフィードバック信号と入力された送信信号との比較結果に応じて、歪補償テーブルに格納されている歪補償データを計算し更新する。

本実施例によれば、ＴＤＤ方式の受信時間帯にて受信信号を処理する受信処理部を用いて、送信時間帯の戻り信号の受信処理を行うことによって、アンテナでの反射信号である戻り信号を特定することができる。この特定された戻り信号を、歪補償ループのフィードバック信号に合成することが出来る。よって、フィードバック信号に漏れ込んだ戻り信号を取り除くことができ、歪補償ループに漏れ込んだ戻り信号による誤った歪補償データの更新を回避することが可能となる。

図５はＴＤＤ方式の無線装置を説明するための図であり、１は歪補償増幅部、２０はフィードバック制御部、３は分配器、４は切替器、６はフィードバック処理部、７は受信処理部、８は図３の合成部に相当し、８１は遅延調整部、８２はベクトル調整部、８３は信号合成部である。本図に記載の信号（１）〜（８）、（１１）、（１２）は図３と同じである。

ＴＤＤ方式の送信時間帯において、下記の送信処理を行う。

歪補償増幅部１は、入力された送信信号を、フィードバック制御部２０から通知される歪補償データ、つまり、フィードバック制御部２０によって、送信信号レベルに応じて歪補償テーブルから読み出された歪補償データによって補正する。そして、補正された送信信号をアナログ信号に変換し、搬送波と９０度位相差の搬送波を用いて直交変調し、そして直交変調信号を送信周波数に変換し、所定の信号レベルに増幅して送信信号（１）を生成する。

分配器３は、歪補償増幅部１によって生成された送信信号（１）を、アンテナへの送信方向の送信信号（３）と歪補償ループへのフィードバック信号（２）に分配する。送信信号（３）は分配器３の挿入損失を持って分配され、フィードバック信号（２）は分配器３の結合度に応じた損失を持って分配される。切替部４は分配部３によって分配された送信信号（３）を送信方向に転送する。アンテナ５は切替器４によって転送された送信信号（４）を無線信号として放射する。

フィードバック処理部６は、ＴＤＤ方式の送信時間帯において、戻り信号（８）が漏れ込んだフィードバック信号（２）の受信処理、つまり、フィードバック信号（２）をローカル発振器（図示せず。）からの発振信号とミキシングして周波数変換（ダウンコンバート）し、直交復調処理を行って、ディジタル変換処理を行う。

受信処理部７は、ＴＤＤ方式の送信時間帯において戻り信号（７）を所定の信号レベルまで減衰させ、受信時間帯においては受信信号（１２）を減衰させず、受信処理を行う。つまり、減衰された戻り信号（７）または受信信号（１２）を増幅し、フィードバック処理部６と同様にダウンコンバート、直交復調処理、ディジタル変換処理を行う。

遅延調整部８１は、ＴＤＤ方式の送信時間帯において、フィードバック処理部６によって受信処理された戻り信号が漏れ込んだフィードバック信号と、受信処理部７によって受信処理された戻り信号とを受信し、それぞれの信号タイミングを一致させるように調整する。例えば、図１で説明したＴＤＤフレーム位相を一致させるようにタイミングの早い何れかの信号の遅延を調整する。また、一致されたＴＤＤフレームタイミングを初期設定値（デフォルト）とし、デフォルトに予め設定された遅延量を加えるように、タイミングの早い何れかの信号の遅延を調整することも可能である。

ベクトル調整部８２は、ＴＤＤ方式の送信時間帯において、遅延調整部８１によって信号タイミングが一致したフィードバック信号と受信処理された戻り信号について、フィードバック信号に漏れ込んだ戻り信号（８）の位相と信号レベルに一致するように受信処理された戻り信号（７）の位相と信号レベルを調整する。例えば、位相の調整は移相器、信号レベルの調整は減衰器によって行い、移相調整量、レベル調整量の初期設定値（デフォルト）に対して予め設定された移相量、レベル量を加えるように調整する。

なお、移相調整量、レベル調整量のデフォルトは、アンテナの設置条件を含んだ設計条件に基づいた位相条件、レベル条件を考慮し、移相器による移相量、減衰器による減衰量が予め設定される。

信号合成部８３は、ベクトル調整部８２によって調整された戻り信号をフィードバック信号に合成する。遅延調整部８１、ベクトル調整部８２によってフィードバック信号に漏れ込んだ戻り信号と受信処理された戻り信号のそれぞれのタイミング、位相、レベルが調整されるので、信号合成部８３は、フィードバック信号と受信処理された戻り信号を合成することによって、フィードバック信号に漏れ込んだ戻り信号を取り除くことが可能となる。

フィードバック制御部２０は、信号合成部８３によって合成されたフィードバック信号と入力される送信信号の信号レベルを比較し、その比較結果に応じて遅延調整部８１へタイミング調整のために、またはベクトル調整部８２へベクトル調整のために、その比較結果をフィードバックする。（図５において、フィードバック制御部２０から遅延調整部８１、ベクトル調整部８２への調整用フィードバック信号を点線の信号線で示している。）
そして、フィードバック制御部２０は、図１に示したＴＤＤ方式の送信時間帯にて、上記のように調整され、その比較結果に応じて歪補償テーブルに格納されている歪補償データを計算し更新する。

なお、フィードバック制御部２０は、遅延調整部８１、ベクトル調整部８２、信号合成部８３を含めて、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）等のプロセッサによって処理することも可能である。

図６はＴＤＤ方式の無線装置の歪補償方法を説明するための歪補償フローである。

Ｓ２１：図５に示す遅延調整部８１は、フィードバック処理部６で処理されたフィードバック信号と受信処理部７で処理された戻り信号のタイミングを調整する。例えば、一致されたＴＤＤフレームタイミングをデフォルトとし、デフォルトに遅延量を加えるように、タイミングの早い何れかの信号の遅延を調整する。

Ｓ２２：ベクトル制御部８２は、ステップＳ２１で信号タイミングが良好となったフィードバック信号と戻り信号について、フィードバック信号に漏れ込んだ戻り信号のレベルと位相に一致するように、戻り信号のレベルと位相を調整する。例えば、移相調整量、レベル調整量のデフォルトに対して予め設定された移相量、レベル量を加えるように調整する。

Ｓ２３：信号合成部８３は、ステップＳ２２で調整されたフィードバック信号を戻り信号と合成することによって、フィードバック信号に漏れ込んだ戻り信号を取り除く。

Ｓ２４：フィードバック制御部２０は、ステップＳ２３で合成されたフィードバック信号と入力される送信信号とを比較する。その比較結果（比較特性）が良好な特性を有するか否かを判断する。例えば、所定の比較特性を満足するか否かを判断する。良好な比較特性を得ることが出来なかった場合は、先ず、ステップＳ２２に戻りレベルと位相を調整（ベクトル調整）し、比較特性が良好な特性を有するようになったか否かを判断する。そして、ベクトル調整において良好な比較特性を得ることが出来なかった場合、ステップＳ２１に戻りタイミングを調整する。また、良好な比較結果が得られた場合はステップＳ２５を実行する。

Ｓ２５：フィードバック制御部２０は、ステップＳ２４によって得られた比較結果に応じて歪補償テーブルに格納されている歪補償データを計算し更新する。

なお、ステップＳ２４での所定の比較特性はある範囲を持った特性であるので、ステップＳ２４において、ステップＳ２１に戻ってタイミング調整を再度行い、ステップＳ２２でベクトル調整を行っても満足する比較特性が得られないようなイレギュラーな場合、フィードバック制御部２０は、アラームを発出し、ステップＳ２５での歪補償テーブルの更新を実行せずに本フローを終了する。

以上記載した歪補償フローの制御はＴＤＤ方式の送信時間帯にて実行され、ＤＳＰ等のプロセッサによって、遅延調整部８１とベクトル調整部８２へのフィードバック制御、信号合成部８３での合成制御、比較結果の判断、そして上記に一例を示したイレギュラー場合の制御も含め実行される。

以降に、ＴＤＤ方式の無線装置のより詳細な機能ブロックについて説明する。

図７は方向性結合器を説明するための図である。分配器３として方向性結合器３１を用いることが望ましい。方向性結合器３１は端子１に入力される信号を端子２へ転送し、端子１に入力される信号の一部を端子４に分配する。方向性結合器３１を図３または図５の分配器３に適用すると、歪補償増幅部１からの送信信号（１）は端子１に入力され、切替器４への送信信号（３）は端子２から出力され、フィードバック信号（２）は端子４から出力される。方向性結合器は、一般に端子１から端子２への挿入損失Ｌ、端子１から端子４への結合度Ｃ、端子１から端子３へのアイソレーションＩ、そして端子４から端子３への方向性Ｄを含めた特性で管理されている。

図８はサーキュレータを説明するための図である。切替器４としてサーキュレータ４１を用いることが望ましい。サーキュレータ４１は端子１に入力される信号を端子２に転送し、端子２に入力される信号を端子３に転送するように一方向に信号を転送する。サーキュレータ４１を図３または図５の切替器４に適用すると、分配器３からの送信信号（３）は端子１に入力され、アンテナ５への送信信号（４）は端子２から出力される。アンテナ５からの受信信号（１１）またはアンテナ５での戻り信号（５）は端子２に入力され、受信処理部７への受信信号（１２）または戻り信号（７）としてそれぞれ端子３から出力される。サーキュレータは、一般に挿入損失、逆挿入損失を含めた特性で管理されている。

図９は歪補償増幅部・フィードバック制御部を説明するための図である。図３または図５の歪補償増幅部１と図５のフィードバック制御部２０を本図にて詳細に説明する。

例えば、直交変調されるＩ信号・Ｑ信号からなる送信信号が入力される入力検出部２１は、入力される送信信号のレベルを検出する。なお、送信信号は図１で説明した送信時間帯に送信するための信号である。入力検出部２１で検出された送信信号のレベルが歪補償テーブル２２に通知され、その信号レベルに応じた歪補償データが歪補償テーブル２２（図３の場合は歪補償テーブル部２）から読み出されプリディストータ１１に与えられる。

プリディストータ１１は、入力される送信信号をその送信信号レベルに応じた歪補償データによって補正する。

ディジタル・アナログ変換器（Ｄ／Ａ）１２は、プリディストータ１１によって補正された送信信号をアナログ信号に変換する。

直交変調器１３は、Ｄ／Ａ１２によってアナログ信号に変調された送信信号（Ｉ信号・Ｑ信号）を、基準搬送波と、それに対して９０度の位相差を持った搬送波とを用いて直交変調する。

周波数変換器１４は、直交変調器１３によって変調された送信信号を無線周波数帯域の信号に周波数変換（アップコンバート）する。

増幅器１５は、周波数変換器１４によってアップコンバートされた送信信号を所定の電力レベルに増幅する。

入力検出部２１は入力される送信信号のレベルを検出し、検出したレベル情報を歪補償テーブル２２とレベル比較部２３に通知する。

歪補償テーブル２２は信号レベルに応じた歪補償データを格納している。入力検出部２１から通知される送信信号レベルに応じた歪補償データを歪補償増幅部１に与える。また、レベル比較部２３から通知される比較情報に基づいて、送信増幅器（増幅器１５）の経年変化によって変動した非線形歪特性に対する歪補償データを計算し、歪補償データを更新する。

レベル比較部２３は、入力検出部２１によって検出された送信信号レベルと、図５に示す信号合成部８３によって合成処理が行われたフィードバック信号の信号レベルを比較する。この比較処理は図１で説明した送信時間帯にて行われ、比較結果は図５の遅延調整部８１とベクトル調整部８２にフィードバックされ、比較結果が良好となる情報、例えば送信信号レベルとフィードバック信号レベルとのレベル差が小さくなる比較情報を歪補償テーブル２２に通知する。

図１０はフィードバック処理部を説明するための図である。図３または図５のフィードバック処理部６を本図にて詳細に説明する。

図３または図５の分配器３によって分配された一部の送信信号（２）（以降、フィードバック信号と記載する場合がある。）は周波数変換器６１に入力される。

周波数変換器６１は、無線周波数帯域のフィードバック信号を所定の周波数帯域の信号に周波数変換（ダウンコンバート）する。

直交復調器６２は、周波数変換器６１によってダウンコンバートされたフィードバック信号を、基準搬送波と、それに対して９０度の位相差を持った搬送波とを用いて直交復調する。

アナログ・ディジタル変換器（Ａ／Ｄ）６３は、直交復調器によって復調されたフィードバック信号（Ｉ信号・Ｑ信号）をディジタル信号に変換する。ディジタル信号に変換されたフィードバック信号は図５の遅延調整部８１（図３の場合は合成部８）に転送される。

図１１は受信処理部を説明するための図である。図３または図５の受信処理部７を本図にて詳細に説明する。

図３または図５で説明した切替器５は、図１で説明したＴＤＤ方式において、送信時間帯には送信信号のアンテナ５での反射信号（戻り信号）を、受信時間帯にはアンテナ５が受信した受信信号を可変減衰器７１に転送する。

例えば、図３または図５に記載した送信信号（４）の送信電力を１０Ｗ（４０ｄＢｍ）とする。本装置として受信最低レベルとして−９０ｄＢｍとする。送信信号のアンテナ５での反射信号（戻り信号）の最悪レベルを３０ｄＢｍと考える。

この場合、切替器４の挿入損失を０ｄＢと想定する（現実的には１ｄＢ程度）と、切替部４が可変減衰器７１へ転送する信号レベルは、送信時間帯において３０ｄＢｍ（戻り信号レベル）、受信時間帯において−９０ｄＢｍ（受信信号レベル）となる。

因みに、切替器４の逆方向損失を２０ｄＢ、分配器３の逆方向損失を６０ｄＢと想定すると、フィードバック信号（２）（信号レベル：−１０ｄＢｍとする。）に漏れ込む戻り信号レベルは−５０ｄＢｍと考えられる。

図１１の可変減衰器７１は、送信時間帯では最悪３０ｄＢｍの戻り信号が、受信時間帯では最低−９０ｄＢｍの受信信号が入力される。次段の増幅器（低雑音増幅器（ＬＮＡ：Low Noise Amplifier））７２は、最低−９０ｄＢｍ程度の低レベルの受信信号を処理するように設計される。そのため、送信時間帯の高レベルの戻り信号によって増幅器７２が破壊されないように、可変減衰器７１は、送信時間帯と受信時間帯を識別できるＴＤＤ切替信号に基づいて、送信時間帯の戻り信号を減衰する。次段の増幅器７２以降が受信信号処理と共用して戻り信号の受信処理を行うため、可変減衰器７１の減衰量は、戻り信号レベルが受信信号レベルと同程度になるような所定の減衰量とする。

増幅器７２は、送信時間帯では戻り信号に対し、受信時間帯では受信信号に対し所定レベルの増幅を行う。

周波数変換器７３は、増幅された戻り信号または受信信号を所定の周波数帯域の信号にダウンコンバートする。

直交復調器７４は、周波数変換器７３によって変換された戻り信号または受信信号を、基準搬送波と、それに対して９０度の位相差を持った搬送波とを用いて直交復調する。

アナログ・ディジタル変換器（Ａ／Ｄ）７５は、直交復調器によって復調された戻り信号または受信信号（Ｉ信号・Ｑ信号）をディジタル信号に変換する。ディジタル信号に変換された戻り信号は図５の遅延調整部８１（図３の場合は合成部８）に転送される。また、ディジタル信号に変換された受信信号は、次段の受信信号を処理するブロック（図示せず。）に転送される。

本実施例によれば、ＴＤＤ方式の受信時間帯にて受信信号を処理する受信処理部を用いて、送信時間帯の戻り信号の受信処理を行うことによって、アンテナでの反射信号である戻り信号を特定することができる。この特定された戻り信号を、歪補償ループのフィードバック信号に合成することができ、この合成されたフィードバック信号と入力される送信信号との比較特性を遅延調整部とベクトル調整部にフィードバックすることによって、良好な比較特性が得られるまで実施することが可能となる。よって、フィードバック信号に漏れ込んだ戻り信号を取り除くことができ、歪補償ループに漏れ込んだ戻り信号による誤った歪補償データの更新を回避することが可能となる。

以上の実施例を含む実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。

（付記１） 送信増幅器の非線形歪を補償する歪補償ループを有し、同一周波数を用いて異なるタイミングで無線信号を送受信する時分割双方向伝送方式の無線装置であって、
送信信号をアンテナ方向への送信方向へ転送する送信時間帯にて、該送信信号の一部がアンテナ負荷に応じて該アンテナから戻る戻り信号の該歪補償ループに漏れ込んだフィードバック信号を、受信系にて処理された該戻り信号と合成する合成部を備えることを特徴とする時分割双方向伝送方式の無線装置。

（付記２） 付記１に記載の時分割双方向伝送方式の無線装置であって、該合成部は、該フィードバック信号と該受信系にて処理された戻り信号とのタイミングを調整する遅延調整部と、該遅延調整部によってタイミング調整された該フィードバック信号と該戻り信号との位相とレベルを調整するベクトル調整部と、該ベクトル調整部によって位相とレベルが調整された該フィードバック信号と該戻り信号とを合成する信号合成部とを備えることを特徴とする時分割双方向伝送方式の無線装置。

（付記３） 送信増幅器の非線形歪を補償する歪補償ループを有し、同一周波数を用いて異なるタイミングで無線信号を送受信する時分割双方向伝送方式の無線装置であって、
送信増幅器の非線形歪の逆歪特性による送信信号の補正処理を行い、該補正処理が成された送信信号を送信処理する歪補償増幅部と、
該歪補償増幅部によって送信処理された送信信号をアンテナへの送信方向に転送すると共に該送信信号の一部を取り出す分配器と、
該分配器によって取り出された送信信号を受信処理するフィードバック処理部と、
該アンテナからの受信方向の信号を受信処理する受信処理部と、
該分配器によって該送信方向に転送された送信信号を該送信方向に転送し、アンテナからの受信方向の信号を該受信処理部に転送する切替器と、
該送信信号を該送信方向へ転送する送信時間帯において、該フィードバック処理部によって処理された送信信号と該受信処理部によって処理された戻り信号とのタイミングを調整する遅延調整部と、
該送信時間帯において、該遅延調整部によって調整された該送信信号と該戻り信号とのレベルと位相の調整を実施するベクトル調整部と、
該送信時間帯において、該ベクトル調整部によって調整された該送信信号と該戻り信号を合成する信号合成部と、
該送信時間帯において、該信号合成部によって合成された信号と該歪補償増幅部に入力される送信信号の特性に応じて、該歪補償増幅部が有する歪補償テーブルの格納された歪補償データを更新するフィードバック制御部とを備えることを特徴とする時分割双方向伝送方式の無線装置。

（付記４） 付記３に記載の時分割双方向伝送方式の無線装置であって、該フィードバック制御部で実施している該信号合成部によって合成された信号と該歪補償増幅部に入力される送信信号との比較において該比較特性が良くなるように、該遅延調整部は該タイミングを調整し、該ベクトル調整部は該レベルと位相を調整することを特徴とする時分割双方向伝送方式の無線装置。

（付記５） 付記３に記載の時分割双方向伝送方式の無線装置であって、該分配器は方向性結合器であることを特徴とする時分割双方向伝送方式の無線装置。

（付記６） 付記３に記載の時分割双方向伝送方式の無線装置であって、該切替器は送信信号をアンテナへの送信方向へ、アンテナからの受信方向の信号を該受信処理部へ転送するサーキュレータであることを特徴とする時分割双方向伝送方式の無線装置。

（付記７） 付記３に記載の時分割双方向伝送方式の無線装置であって、アンテナからの受信方向の信号を処理する受信処理部は、該送信時間帯にて、該受信方向の信号の減衰量を変動する可変減衰器を備えることを特徴とする時分割双方向伝送方式の無線装置。

（付記８） 付記３に記載の時分割双方向伝送方式の無線装置であって、
該フィードバック制御部は、入力される送信信号の信号レベルを検出する入力検出部と、該入力検出部で検出された入力信号レベルに対応して該入力信号を補正する歪補償データを格納する歪補償テーブルを備え、
該歪補償増幅部は、該入力信号レベルに応じて該歪補償テーブルから読み出された歪補償データによって該入力信号を補正するプリディストータと、該プリディストータによって補正された入力信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換部と、該Ｄ／Ａ変換部によって変換された送信信号を直交変換する直交変調器と、該直交変調器によって直交変調された直交変調信号を周波数変換する周波数変換器と、該周波数変換器によって周波数変換された送信信号を電力増幅する増幅器を備え、
該フィードバック処理部は、該分配部からのフィードバック信号を周波数変換する周波数変換器と、該周波数変換器によって周波数変換されたフィードバック信号を直交検波する直交復調器と、該直交復調器によって復調されたフィードバック信号をディジタル信号に変換し該遅延調整部へ転送するＡ／Ｄ変換部を備え、
該受信処理部は、該送信時間帯にて該受信方向の信号の減衰量を変動する可変減衰器と、該可変減衰器からの信号を増幅する増幅器と、該増幅器によって増幅された信号を該フィードバック処理部と同等な特性を有する周波数変換器、直交変調器、Ａ／Ｄ変換部を備えることを特徴とする時分割双方向伝送方式の無線装置。

（付記９） 付記３に記載の時分割双方向伝送方式の無線装置であって、該切替部からの送信信号は設計上アンテナと特性インピーダンスが整合した給電線を介して該アンテナに転送されることを特徴とする時分割双方向伝送方式の無線装置。

（付記１０） 送信増幅器の非線形歪を補償する歪補償ループを有し、同一周波数を用いて異なるタイミングで無線信号を送受信する時分割双方向伝送方式の無線装置の歪補償方法であって、
送信信号をアンテナ方向への送信方向へ転送する送信時間帯にて、該送信信号の一部がアンテナ負荷に応じて該アンテナから戻る戻り信号の該歪補償ループに漏れ込んだフィードバック信号を、受信系にて処理された戻り信号と合成するステップを備えることを特徴とする時分割双方向伝送方式の無線装置の歪補償方法。

（付記１１） 付記１０に記載の時分割双方向伝送方式の無線装置の歪補償方法は、
該フィードバック信号と該受信系にて処理された戻り信号とのタイミングを調整する遅延調整ステップと、
該遅延調整ステップによってタイミング調整された該フィードバック信号と該戻り信号との位相とレベルを調整するベクトル調整ステップと、
該ベクトル調整ステップによって位相とレベルが調整された該フィードバック信号と該戻り信号とを合成する信号合成ステップとを備えることを特徴とする時分割双方向伝送方式の無線装置の歪補償方法。

（付記１２） 付記１０に記載の時分割双方向伝送方式の無線装置の歪補償方法であって、該受信系にて処理された戻り信号と合成されたフィードバック信号と入力される送信信号との比較特性に応じて歪補償テーブルに格納される歪補償データを更新するステップを更に備えることを特徴とする時分割双方向伝送方式の無線装置の歪補償方法。

（付記１３） 付記１１に記載の時分割双方向伝送方式の無線装置の歪補償方法であって、該受信系にて処理された戻り信号と合成されたフィードバック信号と入力される送信信号との比較特性が良くなるように、該遅延調整ステップは該タイミングを調整し、該ベクトル調整ステップは該位相とレベルを調整することを特徴とする時分割双方向伝送方式の無線装置の歪補償方法。

１ 歪補償増幅部
２ 歪補償テーブル部
３ 分配器
４ 切替器
５ アンテナ
６ フィードバック処理部
７ 受信処理部
８ 合成部
１１ プリディストータ
１２ Ｄ／Ａ変換器
１３ 直交変調器
１４ 周波数変換器
１５ 増幅器
２０ フィードバック制御部
２１ 入力検出部
２２ 歪補償テーブル
２３ レベル比較部
３１ 方向性結合器
４１ サーキュレータ
６１ 周波数変換器
６２ 直交復調器
６３ Ａ／Ｄ変換器
７１ 可変減衰器
７２ 増幅器
７３ 周波数変換器
７４ 直交復調器
７５ Ａ／Ｄ変換器
８１ 遅延調整部
８２ ベクトル調整部
８３ 信号合成部

Claims (5)

1. 送信増幅器の非線形歪を補償する歪補償ループを有し、同一周波数を用いて送信時間帯と受信時間帯の異なるタイミングで無線信号を送受信する時分割双方向伝送方式の無線装置であって、
   該送信時間帯に送信される送信信号を増幅する送信増幅器の非線形歪の逆歪特性による該送信信号の補正処理を行い、該補正処理が成された該送信信号を送信処理する歪補償増幅部と、
   該歪補償増幅部によって該送信処理された該送信信号をアンテナへの送信方向に転送すると共に該送信信号の一部であるフィードバック信号を取り出す分配器と、
   該分配器によって取り出された該フィードバック信号を該送信時間帯にて受信処理するフィードバック処理部と、
   該アンテナからの受信方向の該受信時間帯の受信信号及び該送信時間帯の該送信信号の該アンテナにおける反射信号である戻り信号を受信処理する受信処理部と、
   該分配器によって該送信方向に転送された該送信信号を該送信方向に転送し、該アンテナからの該受信方向の信号を該受信処理部に転送する切替器と、
   該送信時間帯にて、該フィードバック処理部によって処理された該フィードバック信号と該受信処理部によって処理された該戻り信号とのタイミングを調整する遅延調整部と、
   該送信時間帯にて、該遅延調整部によって調整された該フィードバック信号と該戻り信号とのレベルと位相の調整を実施するベクトル調整部と、
   該送信時間帯にて、該ベクトル調整部によって調整された該フィードバック信号と該戻り信号を合成する信号合成部と、
   該送信時間帯にて、該信号合成部によって合成された信号と該歪補償増幅部に入力される該送信信号の特性に応じて該送信信号を補正するための歪補償データを更新し歪補償テーブルに格納し、入力される該送信信号の信号レベルに基づいて該送信信号を補正するフィードバック制御部とを備え、
   該歪補償増幅部は、該入力信号レベルに応じて該歪補償テーブルから読み出された該歪補償データによって該送信時間帯にて該送信信号を補正するプリディストータと、該プリディストータによって補正された該送信信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換部と、該Ｄ／Ａ変換部によって変換された該送信信号を直交変換する直交変調器と、該直交変調器によって直交変調された該送信信号を周波数変換する周波数変換器と、該周波数変換器によって周波数変換された該送信信号を電力増幅する増幅器を備え、
   該フィードバック処理部は、該分配器からの該フィードバック信号を該送信時間帯にて周波数変換する周波数変換器と、該周波数変換器によって周波数変換された該フィードバック信号を直交検波する直交復調器と、該直交復調器によって復調された該フィードバック信号をディジタル信号に変換し該遅延調整部へ転送するＡ／Ｄ変換部を備え、
   該受信処理部は、該送信時間帯に該戻り信号の減衰量を変動する可変減衰器と、該可変減衰器からの該戻り信号を増幅する増幅器と、該増幅器によって増幅された該戻り信号を該フィードバック処理部と同等な特性を有する該周波数変換器、該直交変調器、該Ａ／Ｄ変換部を備えることを特徴とする時分割双方向伝送方式の無線装置。
2. 請求項１に記載の時分割双方向伝送方式の無線装置であって、
   該フィードバック制御部で実施している該信号合成部によって合成された信号と該歪補償増幅部に入力される送信信号との比較において該比較特性が良くなるように、該遅延調整部は該タイミングを調整し、該ベクトル調整部は該レベルと位相を調整することを特徴とする時分割双方向伝送方式の無線装置。
3. 請求項１に記載の時分割双方向伝送方式の無線装置であって、該分配器は方向性結合器であることを特徴とする時分割双方向伝送方式の無線装置。
4. 請求項１に記載の時分割双方向伝送方式の無線装置であって、該切替器は該送信信号をアンテナへの送信方向へ、アンテナからの受信方向の該受信信号を該受信処理部へ転送するサーキュレータであることを特徴とする時分割双方向伝送方式の無線装置。
5. 請求項１に記載の時分割双方向伝送方式の無線装置であって、該切替部からの該送信信号は設計上アンテナと特性インピーダンスが整合した給電線を介して該アンテナに転送されることを特徴とする時分割双方向伝送方式の無線装置。

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