JPH03258125A - 無線通信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、ＴＤＭＡ方式を用いたディジタル移動無線通
信システムやディジタル衛星通信システム等で使用され
る無線通信装置に関する。

（従来の技術） 近年、ディジタル移動通信の実用化のための研究や開発
が盛んに行われている。

このディジタル移動通信に用いられる端末には、「移動
機」であるという性格から小型軽量化が要求される。従
って、バッテリの小型化に直結する低消費電力化は、移
動機端末を構成する上での必要不可欠な条件とされる。

ところで、移動機端末のうち電力を最も多く消費するの
は、送信側の電力増幅器である。従って、この電力増幅
器の低消費電力化を達成することか、端末全体の低消費
電力化のための必須項目といえる。

ところが、線形電力増幅器においては、線形動作をさせ
るための入力バイアス電圧を必要とする等、低消費電力
化を達成することかできないという問題がある。

一方、非線形電力増幅器においては、低消費電力化を達
成することができるか、送信すべき変調信号に非線形歪
が加わると、帯域外輻射を生じて他チャネルの通信を著
しく妨害するという欠点がある。

かかる欠点を除去するため、非線形電力増幅器に定色路
線変調方式を適用することで、帯域外輻射を抑制するこ
とが考えられるが、定色路線変調方式では、周波数利用
効率が極めて悪いという欠点がある。

そこで、非線形電力増幅器に人力される変調信号に非線
形電力増幅器の出力歪の逆特性をかける方式が従来より
提唱されている。この方式は、低消費電力化を達成しつ
つ周波数利用効率の向上を図れるため、移動機端末に適
用する最も望ましいものといえる。特に、第６図に示す
ように、非線形電力増幅器の出力をフィードバックして
歪補正をする方式は極めて良好な特性を示すことが知ら
れている。

即ち、第７図に示すように、変調器１０１から出力され
るディジタル変調信号は、逆特性付加回路１０２、Ｄ／
Ａ変換器１０３、送信側周波数変換器１０４を経て、電
力増幅器１０５により所望電力に増幅される。

一方、アンテナ１０６から導入された受信信号は、デュ
プレクサ１０７、高周波増幅器１０８、受信側周波数変
換器１０９、Ａ／Ｄ変換器１１０を経て復調器１１１に
人力される。

上記デュプレクサ１０７は、ＴＤＭＡ方式を実現するた
め、送信側の出力をアンテナ１０６に送出し、アンテナ
１０６から導入された受信信号を受信側に送出するアン
テナの送受信共用を可能にする。

ここで、上記フィードバック歪補正を実現するため、電
力分配器１１２により電力増幅器１０５の出力の一部を
取出し、この出力を専用の周波数変換器１１３、Ａ／Ｄ
変換器１１４を介し歪検出回路１１５に導入する。そし
て、この歪検出回路１１５による検出結果に基づき逆特
性付加回路１０２により変調器１０１から出力されるデ
ィジタル変調信号に電力増幅器１０５の出力歪の逆特性
をかける。

しかしながら、このような構成を採る場合、本来の受信
用とフィードバック歪補正用の２組の受信機が必要とさ
れるため、部品点数が増大するという欠点がある。特に
、逆特性付加回路１０２や歪検出回路１１５は他のディ
ジタル信号処理部とＤＳＰにより一体化が容易でありあ
るいはチップＬＳＩ化が容易であるのに対し、Ａ／Ｄ変
換器１１４、周波数変換器１１３は独立したデバイスと
して存在することになるため、部品点数の増大は避けら
れない。また、これらＡ／Ｄ変換器等は消費電力の大き
なデバイスであるため、そのようなデバイスを２組用い
ることは、低消費電力化の要求に逆行するという欠点が
ある。

（発明か解決しようとする課題） このように移動機端末においては、小型軽量化の要請か
らバッテリの小型化に直結する低消費電力化が要求され
ている。このため、送信部において非線形電力増幅器を
用いた方が好ましいか、この場合非線形歪による帯域外
輻射を抑制する必要がある。

そこで第１に、定色路線変調方式を適用することが考え
られるが、この場合周波数利用効率が悪いという欠点が
ある。

第２に、非線形電力増幅器に人力される変調信号に非線
形電力増幅器の出力歪の逆特性をかける方式が考えられ
るが、この場合２組の受信系を必要とするため、部品点
数が増大しまた消費電力が大きくなるという問題がある
。

本発明は、かかる事情に基づき成されたもので、送信部
に非線形電力増幅器を用いかつ周波数利用効率の低下や
部品点数及び消費電力の増大を抑えつつ非線形歪による
帯域外輻射を抑制することができる無線通信装置を提供
することを目的としている。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、上述した課題を解決するために、送信すべき
変調信号を送信側周波数変換器により送信周波数に周波
数変換し、電力増幅器により所望電力に増幅する送信部
と、アンテナから導入された受信信号を受信側周波数変
換器により復調周波数に周波数変換し、Ａ／Ｄ変換器に
よりディジタル信号に変換する受信部と、前記送信部の
出力を前記アンテナに送出するか前記アンテナから導入
された受信信号を前記受信部に送出するかを切替る切替
部と、前記電力増幅器の出力の一部を取出し前記受信側
周波数変換器に導入する電力分配器と、これにより得ら
れた前記Ａ／Ｄ変換器の出力から前記電力増幅器の出力
の歪を検出する歪検出手段と、この検出結果に基づき前
記送信すべき変調信号に前記電力増幅器の出力の歪の逆
特性をかける逆特性付加手段とを備えた歪補償部とを具
備するものである。

尚、前記受信部が受信帯域用の高周波フィルタを備える
場合、前記電力分配器の出力は該高周波フィルタを通過
しないで前記受信側周波数変換器に導入されることが好
ましく、前記受信部が高周波増幅器を備える場合には、
前記電力分配器の出力は該高周波増幅器を通過しないで
前記受信側周波数変換器に導入されることが好ましい。

また、送信部が、ディジタル変調信号からアナログ変調
信号に変換するＤ／Ａ変換器を備える場合には、前記電
力増幅器の出力の歪を検出する際、前記受信部における
Ａ／Ｄ変換器には、前記Ｄ／Ａ変換器に供給されるクロ
ックが供給されることか好ましい。

更に、前記電力増幅器の出力の歪を検出する際、前記受
信側周波数変換器により用いられる無変調キャリア信号
は、前記送信側周波数変換器により用いられる無変調キ
ャリア信号に所定量の位相差を持たせたものであること
が好ましい。

（作　用） 本発明では、歪補償部を備えているので、送信部に非線
形歪による帯域外輻射を抑制しつつ非線形電力増幅器を
用いることができる。また、これにより周波数利用効率
の低下を抑えることができる。

また、送信部の電力増幅器の出力の一部を取出し、これ
を受信部における受信側周波数変換器及びＡ／Ｄ変換器
を介し歪検出手段に導入することにより、電力増幅器の
出力の歪を検出を行っているので、部品点数及び消費電
力の増大を抑えることができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例の詳細を図面に基づき説明する。

第１図は本発明の一実施例の無線通信装置の構成を示す
図である。

同図において、１は送信データを変調する変調器、２は
変調信号を送信周波数に周波数変換する送信側周波数変
換器、３は周波数変換された変調信号を所望電力に増幅
する電力増幅器である。尚、上記送信側周波数変換器２
は、送信側乗算器２ａと送信側シンセサイザ２ｂとから
構成される。

また、５はアンテナ６から導入された受信信号から受信
帯域の信号のみを取出す受信帯域用の高周波フィルタ、
７はこの取出された受信信号を復調周波数に周波数変換
する受信側周波数変換器、８は周波数変換された受信信
号から高域成分を除去するローパスフィルタ、９は周波
数変換された受信信号をディジタル信号に変換するＡ／
Ｄ変換器、１０はディジタル信号に変換された受信信号
を復調する復調器である。尚、上記受信側周波数変換器
７は、受信側乗算器７ａと受信側シンセサイザ７ｂと受
信側シンセサイザ７ｂまたは送信側シンセサイザ２ｂの
いずれか一方の出力を受信側乗算器７ａに入力する切替
えを行うスイ・ソチ７Ｃとから構成される。

１１は電力増幅器３の出力をアンテナ６に送出するかア
ンテナ６から導入された受信信号を受信帯域用の高周波
フィルタ５に送出するかを切替る例えばｐｉｎダイオー
ド等で構成されるスイ・ソチからなる切替部である。本
実施例の無線通信装置は、この切替部１１の切替えによ
り例えばＴ　Ｄ　ＭＡ方式の通信システム即ち送信中に
は受信を行わす、受信中には送信を行わない通信システ
ムに対応している。

また、１２は電力増幅器３の出力の一部を取出す電力分
配器、１３は電力分配器１２または高周波フィルタ５の
いずれか一方の出力をローパスフィルタ８に人力する切
替えを行うスイッチ、１４はＡ／Ｄ変換器９の出力から
電力増幅器３の出力の歪を検出する歪検出回路、１５は
この検出結果に基づき変調器１の出力に電力増幅器３の
出力の歪の逆特性をかける逆特性付加回路、１６はＡ／
Ｄ変換器９の出力を歪検出回路１４または復調器１０の
いずれか一方に入力する切替えを行うスイッチである。

次に、このように構成された無線通信装置の動作を説明
する。

受信時には、切替部１１は受信帯域用の高周波フィルタ
５側に、スイッチ１３は受信帯域用の高周波フィルタ５
側に、スイッチ７Ｃは受信側シンセサイザ７ｂ側に、ス
イッチ１６は復調器１０側にそれぞれ切替えられる。

これにより、アンテナ６から導入された受信信号は、切
替部１１−受信帯域用の高周波フィルタ５→スイッチ１
３−受信側乗算器７ａ−ローパスフィルタ８→Ａ／Ｄ変
換器９→スイツチ１６を経て復調器１０に入力され受信
信号の復調か行われる。

一方、送信時には、切替部１１は電力分配器１２側に、
スイッチ１３は電力分配器１２側に、スイッチ７Ｃは送
信側シンセサイザ２ｂ側に、スイッチ１６は歪検出回路
１４側にそれぞれ切替えられる。

これにより、変調器１から出力される変調信号は、逆特
性付加回路１５−送信側乗算器２ａ−電力増幅器３−電
力分配器１２−切替部１１を経てアンテナ６に導入され
る。また、電力分配器１２により取出された電力増幅器
３の一部の出力は、スイッチ１３−受信側乗算器７ａ−
ローパスフィルタ８−Ａ／Ｄ変換器９を経て歪検出回路
１４に人力される。そして、歪検出回路］４により電力
増幅器３の出力の歪が検出され、この検出結果に基づき
逆特性付加回路１５により変調器１の出力に電力増幅器
３の出力の歪の逆特性かかけられる。

尚、第１図に示した切替部１１は、第６図に示すように
、デユープレクサＤとスイッチＳ１、Ｓ２との組合せに
よる切替部１１′で実現してもよい。この場合、ＴＤＭ
Ａディジタル方式にも、またアナログ方式にも用いるこ
とができるデュアルモード端末を構成できる。切替部１
１′では、ＴＤＭＡ送信時にはスイッチＳ１をオン、ス
イッチＳ２をオフし、ＴＤＭＡ受信時にはスイッチＳｌ
をオフ、スイッチＳ２をオンする。また、アナログ送受
信時にはスイッチＳ１、スイッチＳ２の双方をオンする
。

このように本実施例によれば、フィードバック歪補正用
の受信機を本来の受信用の受信機（Ａ／Ｄ変換器９や受
信側乗算器７８等）と共用にしているので、本来の受信
用とフィードバック歪補正用の受信機を独立して持って
いた従来のものと比べ、部品点数や消費電力の点で有利
である。特に、逆特性付加回路や歪検出回路は他のディ
ジタル信号処理部とＤＳＰにより一体化が容易でありあ
るいはチップＬＳＩ化が容易であるのに対し、Ａ／Ｄ変
換器、周波数変換器は独立したデバイスとして存在する
ことになるため、これらを共用にしたことは意義がある
。

また、上述した実施例の如く電力分配器１２の出力は受
信帯域用の高周波フィルタ５を通過しないで受信側周波
数変換器７側に導入することが望ましい。しかるに、Ｔ
ＤＭＡ方式では、送受信に異なった周波数帯域を用いる
ことが多く、その場合受信帯域用の高周波フィルタ５は
送信帯域の送信信号を通過させない。故に、電力分配器
１２の出力が受信帯域用の高周波フィルタ５を通過する
と′、その出力は受信側周波数変換器７側にほとんど導
入されなくなるからである。

尚、送信側周波数変換器２や受信側周波数変換器７は複
数段の構成でも構わない。ただし、その場合には、送信
側周波数変換器２と受信側周波数変換器７とは同一の段
数であることが望ましい。

これは、電力分配器１２により取出された電力増幅器３
の出力を受信側で受信側乗算器７ａにより周波数変換す
る際、送信側シンセサイザを用いて行っているからであ
る。

また、逆特性付加回路１５は、ベースバンド帯域用であ
ってもよく、ＩＦ帯域用であってもよい。

更に、受信側が高周波増幅器を持つ場合、第２図や第３
図に示すように、電力分配器１２の出力が高周波増幅器
１７を通過しないよう、電力分配器１２または高周波フ
ィルタ５のいずれか一方の出力をローパスフィルタ８に
入力する切替えを行うスイッチ１３は、高周波増幅器１
７の後段に配置することが望ましい。これは、スイッチ
１３は、電気的に制御するアナログスイッチであって、
その不完全性から所望としない信号をもリークして人力
してしまうし、また不要な歪等の原因にもなるからであ
る。例えば、受信時において、送信系のミキサー等から
の漏れ信号がアナログスイッチであるスイッチュ３から
リークして受信系に入ってしまう。従って、スイッチ１
３の後段に高周波増幅器１７が配置されているような場
合には、上記漏れ信号が高周波増幅器１７により未だ増
幅されていない信号（電力分配器１２の出力）に重畳し
、その劣化が極めて大となるからである。

次に、第４図に基づき本発明の他の実施例を説明する。

この実施例の無線通信装置は、第４図に示すように、送
信データの変調及び歪補償等をディジタル変調器１８及
びディジタル逆特性付加回路２゜によりディジタル信号
処理で行った後、Ｄ／Ａ変換器２１によりアナログ信号
に変換し、送信側周波数変換器２に送出している。

そして、本実施例においては、Ａ／Ｄ変換器９の動作用
のクロックを受信系側から供給するか送信系側から供給
するかを切替えるスイッチ２２を設け、このスイッチ２
２の切替えにより受信時には受信系側から送信時には送
信側からＡ／Ｄ変換器９に動作用のクロックを供給して
いる。

二こで、Ｄ／Ａ変換器２１−送信側乗算器２ａ−電力増
幅器３−電力分配器１２−スイッチ１３−受信側乗算器
７ａ−ローパスフィルタ８−Ａ／Ｄ変換器９までの総合
遅延時間は信号の伝送速度に比べ、無視しうるほど小さ
い。

従って、送信時において電力増幅器の出力の歪を検出す
る際、Ａ／Ｄ変換器９による変換タイミングは、Ｄ／Ａ
変換器２１による変換タイミングと同一タイミングで行
われる。これにより、Ｄ／Ａ変換器２１の出力とＡ／Ｄ
変換器９の人力とを直接比較することができ、非線形性
を正確に評価することができる。

ただし、Ｄ／Ａ変換器２１−送信側乗算器２ａ−電力増
幅器３−電力分配器１２−スイッチ１３−受信側乗算器
７ａ−ローパスフィルタ８−Ａ／Ｄ変換器９までの総合
遅延時間は、送受信に用いられる高周波信号（ｌＧＨｚ
程度）からみると充分に長いため、その分位相をずらし
てやる必要がある。

その一つの手段として、Ａ／Ｄ変換器９にょるＡ／Ｄ変
換の後の信号にディジタル処理により位相のずれを生じ
させる方法がある。

また、第５図に示すように、送信側シンセサイザ２ｂか
ら受信側乗算器７ａに送出される無変調キャリアの位相
を移相器２３により所望の位相にずらすことによっも実
現することができる。この場合、少なくとも歪の生じな
い程度の小さな信号が変調器１から出力されたとき、そ
れと同一かつ同位相の信号が、Ａ／Ｄ変換器９の出力か
ら得られるように移相器２３を調整するのが好ましい。

こうすることで、歪があるときの入出力の差は、電力増
幅器３で生じたもののみとなり、逆特性付加回路１５に
よる正確な歪補償が可能となる。

尚、上記入出力の差が少なくなったら、逆特性付加回路
１５や歪検出回路１４の動作、更には送信時の受信系の
動作を停止させても良い。これにより、低消費電力化を
更に高めることができる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、送信部に非線形
歪による帯域外輻射を抑制しつつ非線形電力増幅器を用
いることかでき、これにより周波数利用効率の低下を抑
えることかできる。また、送信部の電力増幅器の出力の
一部を取出し、これを受信部における受信側周波数変換
器及びＡ／Ｄ変換器を介し歪検出手段に導入することに
より、電力増幅器の出力の歪を検出を行っているので、
部品点数及び消費電力の増大を抑えることかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る無線通信装置の構成を
示す図、第２図乃至第６図は他の実施例を説明するため
の図、第７図は従来の無線通信装置の構成を示す図であ
る。 １・・・変調器、２・・送信側周波数変換器、３・・電
力増幅器、５・・・受信帯域用の高周波フィルタ、６・
・・アンテナ、７・・・受信側周波数変換器、８・・・
ロバスフィルタ、９・・・Ａ／Ｄ変換器、１０・・・復
調器、１１・・・切替部、１２・・・電力分配器、１３
・・・スイッチ、１４・・・歪検出回路、１５・・・逆
特性付加回路。 第１図 ） ｊＩＢ図 第５ 図 第６ 図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）送信すべき変調信号を送信側周波数変換器により
   送信周波数に周波数変換し、電力増幅器により所望電力
   に増幅する送信部と、 アンテナから導入された受信信号を受信側周波数変換器
   により復調周波数に周波数変換し、Ａ／Ｄ変換器により
   ディジタル信号に変換する受信部と、 前記送信部の出力を前記アンテナに送出するか前記アン
   テナから導入された受信信号を前記受信部に送出するか
   を切替る切替部と、 前記電力増幅器の出力の一部を取出し前記受信側周波数
   変換器に導入する電力分配器と、これにより得られた前
   記Ａ／Ｄ変換器の出力から前記電力増幅器の出力の歪を
   検出する歪検出手段と、この検出結果に基づき前記送信
   すべき変調信号に前記電力増幅器の出力の歪の逆特性を
   かける逆特性付加手段とを備えた歪補償部と を具備することを特徴とする無線通信装置。
2. （２）前記受信部が受信帯域用の高周波フィルタを備え
   、前記電力分配器の出力は該高周波フィルタを通過しな
   いで前記受信側周波数変換器に導入されることを特徴と
   する請求項１記載の無線通信装置。
3. （３）前記受信部が高周波増幅器を備え、前記電力分配
   器の出力は該高周波増幅器を通過しないで前記受信側周
   波数変換器に導入されることを特徴とする請求項１記載
   の無線通信装置。
4. （４）送信部が、ディジタル変調信号からアナログ変調
   信号に変換するＤ／Ａ変換器を備え、前記電力増幅器の
   出力の歪を検出する際、前記受信部におけるＡ／Ｄ変換
   器には、前記Ｄ／Ａ変換器に供給されるクロックが供給
   されることを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
5. （５）前記電力増幅器の出力の歪を検出する際、前記受
   信側周波数変換器により用いられる無変調キャリア信号
   は、前記送信側周波数変換器により用いられる無変調キ
   ャリア信号に所定量の位相差を持たせたものであること
   を特徴とする請求項１記載の無線通信装置。