WO2009113329A1 - 通信装置、歪み補償回路、および歪み補償方法 - Google Patents

Abstract

　送信回路は、信号処理部からの送信信号をポートに送る。受信回路は、ポートからの受信信号を信号処理部に送る。波形モニターは、送信回路からポートに送られる送信信号の波形をモニターすることにより、帰還信号を生成する。スイッチ部は、送信タイミングには、波形モニターからの帰還信号を受信回路に接続する。信号処理部は、送信信号と、その送信信号の帰還信号とを比較する。

Description

通信装置、歪み補償回路、および歪み補償方法

　本発明は、送信回路および受信回路を備えた通信装置において送信回路の特性を検出あるいは補償する技術に関する。

　移動体通信システムの無線基地局のような通信装置では送信回路において非線形歪みが発生する。この非線形歪みは主に送信回路内の増幅器で発生する。非線形歪みはシステムの通信性能を劣化させるので、通信装置内で検出あるいは補償するのが望ましい。そこで非線形歪みを補償する機能を備えた通信装置が用いられることがある（特開２００２－２０８９７９号公報参照）。

　一般的な非線形歪み補償回路のひとつは、送信回路からの出力信号を帰還回路によって帰還させ、送信回路への入力信号と比較して非線形歪みを検出し、送信回路への入力信号に対して、非線形歪みの検出値に基づく補償を行う構成である。

　図１は、一般的な非線形歪み補償回路を有する無線通信装置の構成例を示すブロック図である。この無線通信装置は、一例として、信号の送信と受信を時分割で行う通信装置である。図１を参照すると、無線通信装置は、信号処理部９１、送信増幅器９２、アンテナポート９３、受信増幅器９４、スイッチ９５、波形モニター９６、および帰還増幅器９７を有している。

　信号処理部９１は送信側および受信側の信号処理を行う。送信側では、信号処理部９１は、入力した送信信号に対して信号処理を施し、信号処理後の送信信号を送信増幅器９２に送る。受信側では、受信増幅器９４からの受信信号に対して信号処理を施し、信号処理後の受信信号を出力する。また、信号処理部９１は帰還増幅器９７からの帰還信号を送信信号と比較することにより、送信増幅器９２で発生する非線形歪みを検出し、送信信号に対して、非線形歪みの検出値に基づく補償を行う。

　送信増幅器９２は、信号処理部９１からの送信信号を増幅してスイッチ９５に送る。送信増幅器９２は、送信信号を無線で送出するために大きな出力パワーが要求される。そして、一般に送信信号を無線で送出するための送信増幅器９２は飽和レベルに近い状態で動作しているため、非線形歪みを発生させやすい。

　スイッチ９５は、時分割で送信回路と受信回路を切り替えるスイッチである。スイッチ９５は、送信タイミングではアンテナポート９３を送信増幅器９２と接続し、受信タイミングではアンテナポート９３を受信増幅器９４と接続する。送信増幅器９２からの送信信号はスイッチ９５を経由してアンテナポート９３からアンテナ（不図示）に送られる。また、アンテナポート９３からの受信信号はスイッチ９５を経由して受信増幅器９４に送られる。

　受信増幅器９４は、無線伝送で減衰した、スイッチ９５からの受信信号を増幅して信号処理部９１に送る。

　波形モニター９６は、送信増幅器９２からの送信信号をモニターし、送信信号と同じ波形の帰還信号を帰還増幅器９７に送る。この帰還信号には送信増幅器９２で発生した非線形歪みが含まれている。

　帰還増幅器９７は、波形モニター９６からの帰還信号を増幅して信号処理部９１に送る。

　図１を見て分かるように、非線形歪みを補償する機能を持った無線通信装置は、送信増幅器９２を含む送信回路、受信増幅器９４を含む受信回路に加えて、帰還増幅器９７を含む帰還回路を備えている。この帰還回路によって装置の回路規模が増大し、装置コストが高くなっていた。

　本発明の目的は、少ない回路規模で送信回路の特性を検出あるいは補償することを可能にする技術を提供することである。

　上記目的を達成するために、本発明の一態様による通信装置は、
　時分割の送信タイミングで送信される送信信号と、受信タイミングで受信される受信信号とに対して所定の信号処理を行うとともに、前記送信信号と、該送信信号の帰還信号とを比較する信号処理部と、
　前記信号処理部からの送信信号を外部ポートに送るための送信回路と、
　前記外部ポートからの受信信号を前記信号処理部に送るための受信回路と、
　前記送信回路から前記外部ポートに送られる送信信号の波形をモニターすることにより、前記帰還信号を生成する波形モニターと、
　前記送信タイミングには、前記送信回路からの前記送信信号を前記外部ポートに接続するとともに、前記波形モニターからの前記帰還信号を前記受信回路に接続し、前記受信タイミングには、前記外部ポートからの前記受信信号を前記受信回路に接続するスイッチ部と、を有している。

　本発明の一態様による歪み補償回路は、
　受信信号および送信信号を処理すると共に、出力した前記送信信号が帰還された帰還信号に基づいて、出力する前記送信信号の歪みを補償する信号処理部と、
　受信時に前記受信信号を前記信号処理部へ出力し、送信時に、前記信号処理部から出力された前記送信信号の一部を帰還信号として前記信号処理部へ帰還させる共用回路と、
を備えている。

　本発明の一態様による歪み補償方法は、
　時分割多重方式の通信装置において受信信号および送信信号を処理する信号処理部に対して、共用回路により、受信時には前記受信信号を入力し、送信時には、前記信号処理部から出力された前記送信信号の一部を帰還信号として入力し、
　前記信号処理部で前記帰還信号から歪み量を検出し、
　前記信号処理部で前記歪み量に基づいて前記送信信号の歪みを補償する。

一般的な非線形歪み補償回路を有する無線通信装置の構成例を示すブロック図である。 第１の実施形態による無線通信装置の構成を示すブロック図である。 送信増幅器１２の前後における送信信号の周波数スペクトルの変化を示す図である。 第１の実施形態による無線通信装置の受信タイミングでのスイッチの状態を示す図である。 第２の実施形態による無線通信装置の構成を示すブロック図である。 第３の実施形態による無線通信装置の構成を示すブロック図である。 第４の実施形態による無線通信装置の構成を示すブロック図である。 第５の実施形態による無線通信装置の構成を示すブロック図である。 第６の実施形態による無線通信装置の構成を示すブロック図である。 第７の実施形態による無線基地局装置の構成を示すブロック図である。

　本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

　（第１の実施形態）
　図２は、第１の実施形態による無線通信装置の構成を示すブロック図である。図２を参照すると、無線通信装置は、信号処理部１１、送信増幅器１２、アンテナポート１３、受信増幅器１４、スイッチ１５，１６、および波形モニター１７を有している。本無線通信装置は時分割で送信タイミングと受信タイミングを切り替える装置である。この種の装置の例としてＷｉＭＡＸ（Ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ　Ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ　ｆｏｒ　Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ　Ａｃｃｅｓｓ）の基地局装置がある。

　信号処理部１１は送信側および受信側の信号処理を行う。送信側では、信号処理部１１は、図の左から入力した送信信号に対して信号処理を施し、信号処理後の送信信号を送信増幅器１２に送る。受信側では、信号処理部１１は、受信増幅器１４からの受信信号に対して信号処理を施し、信号処理後の受信信号を出力する。また、信号処理部１１は、送信タイミングで受信増幅器１４から入力される帰還信号を送信信号と比較することにより、送信増幅器１２で発生する非線形歪みを検出し、送信信号に対して、非線形歪みの検出値（歪み量）に基づく補償を行う。

　送信増幅器１２は、信号処理部１１からの送信信号を増幅してスイッチ１５に送る。送信増幅器１２は、送信信号を無線で送出するために大きな出力パワーが要求される。そして、一般に送信信号を無線で送出するための送信増幅器１２は飽和レベルに近い状態で動作しているため、非線形歪みが発生しやすい。非線形歪みには３次歪みや５次歪みが含まれている。図３は、送信増幅器１２の前後における送信信号の周波数スペクトルの変化を示す図である。図３（ａ）に示すように、送信増幅器１２に入力される前の送信信号には無かった歪みが、送信増幅器１２から出力された後の送信信号には含まれている。

　スイッチ１５は、時分割で送信回路と受信回路を切り替えるスイッチである。送信回路とは、信号処理部１１とスイッチ１５の間にある回路であり、送信増幅器１２を含む。受信回路とは、スイッチ１６と信号処理部１１の間にある回路であり、受信増幅器１４を含む。ここでは説明を簡略化するために、送信回路および受信回路に含まれる他の回路や素子を省略している。スイッチ１５は、送信タイミングではアンテナポート１３を送信増幅器１２と接続し、受信タイミングではアンテナポート１３を、受信増幅器１４に接続されたスイッチ１６に接続する。

　スイッチ１６は、スイッチ１５と同様に、時分割で送信回路と受信回路を切り替えるスイッチである。スイッチ１６は、送信タイミングでは波形モニター１７を受信増幅器１４と接続し、受信タイミングでは、スイッチ１５を介して、アンテナポート１３を受信増幅器１４に接続する。これにより、スイッチ１６と信号処理部１１の間にある受信回路は、送信時には帰還回路として用いられ、受信時には受信回路として用いられる共用回路となる。

　受信増幅器１４は、入力された信号を増幅して信号処理部１１に送る。送信タイミングでは、波形モニター１７からの帰還信号が入力されるので、受信増幅器１４は、それを増幅する。受信タイミングでは、無線伝送で減衰された、アンテナポート１３からの受信信号が入力されるので、信号処理部１１はそれを増幅する。

　波形モニター１７は、送信増幅器１２からの送信信号をモニターし、送信信号と同様な波形の帰還信号をスイッチ１６に送る。この帰還信号には送信増幅器１２で発生した非線形歪みが含まれている。

　上記スイッチ１５，１６の切り替えによって、送信タイミングでは、信号処理部１１からの送信信号が送信増幅器１２で増幅され、スイッチ１５を経由してアンテナポート１３からアンテナ（不図示）に送られる。また、それとともに、波形モニター１７からの帰還信号が受信増幅器１４で増幅されて信号処理部１１に入力される。受信タイミングでは、アンテナポート１３からの信号が受信増幅器１４で増幅されて信号処理部１１に入力される。図２には、送信タイミングにおけるスイッチ１５，１６が示されている。受信タイミングには、スイッチ１５，１６が図４に示されているように切り替わる。

　本実施形態によれば、時分割で送信タイミングと受信タイミングが切り替わる通信装置において、送信タイミングで受信回路を転用した帰還回路によって、帰還信号を、非線形歪みの検出および補償を行う信号処理部１１に入力するので、少ない回路規模で非線形歪みを補償することが可能である。

　（第２の実施形態）
　第２の実施形態は、受信回路に帯域制限フィルタが含まれている場合の例である。無線通信システムでは、システムに割り当てられた周波数帯の隣接周波数が他のシステムで用いられていることがある。その場合、他のシステムの信号を除去するために、受信回路にシステムの信号帯域幅と同程度の帯域幅の帯域制限フィルタが挿入される。

　非線形歪みを補償するための帰還信号は３次歪みや５次歪みといった非線形歪みを含んだままである必要がある。しかし、受信回路を帰還回路として用いる場合に、帰還回路にシステムの信号帯域幅と同程度の帯域幅の帯域制限フィルタがあると、非線形歪みを補償するために必要な３次歪みや５次歪みといった非線形歪みが、帯域制限フィルタによって除去されてしまう。そこで本実施形態では、受信回路を帰還回路として用いる送信タイミングには、帯域制限フィルタをバイパスする。

　図５は、第２の実施形態による無線通信装置の構成を示すブロック図である。図５を参照すると、無線通信装置は、信号処理部２１、送信増幅器２２、アンテナポート２３、帯域制限フィルタ２４、受信増幅器２５、スイッチ２６～２９、および波形モニター２１０を有している。

　信号処理部２１は送信側および受信側の信号処理を行う。送信側では、信号処理部２１は、入力した送信信号に対して信号処理を施し、信号処理後の送信信号を送信増幅器２２に送る。受信側では、受信増幅器２５からの受信信号に対して信号処理を施し、信号処理後の受信信号を出力する。また、信号処理部２１は、送信タイミングで受信増幅器２５から入力される帰還信号を送信信号と比較することにより、送信増幅器２２で発生する非線形歪みを検出し、送信信号に対して、非線形歪みの検出値に基づく補償を行う。

　送信増幅器２２は、信号処理部２１からの送信信号を増幅してスイッチ２６に送る。送信増幅器２２は、送信信号を無線で送出するために大きな出力パワーが要求される。そして、一般に送信信号を無線で送出するための送信増幅器２２は飽和レベルに近い状態で動作しているため、非線形歪みが発生しやすい。非線形歪みには３次歪みや５次歪みが含まれている。

　スイッチ２６は、時分割で送信回路と受信回路を切り替えるスイッチである。スイッチ２６は、送信タイミングではアンテナポート２３を送信増幅器２２と接続し、受信タイミングではアンテナポート２３を、受信増幅器２５に接続されたスイッチ２７に接続する。

　スイッチ２７は、スイッチ２６と同様に、時分割で送信回路と受信回路を切り替えるスイッチである。スイッチ２７は、送信タイミングでは波形モニター２１０をスイッチ２８と接続し、受信タイミングでは、スイッチ２６を介して、アンテナポート２３をスイッチ２８に接続する。本実施形態では、スイッチ２７と信号処理部２１の間にある受信回路は、送信時には帰還回路として用いられ、受信時には受信回路として用いられる共用回路である。ただし、本実施形態では共用回路内の帯域制限フィルタ２４は受信タイミング時だけ用いられる。

　帯域制限フィルタ２４は、受信信号の周波数帯域を制限するフィルタであり、受信タイミングでのみ、スイッチ２７と受信増幅器２５の間に挿入される。帯域制限フィルタ２４は、受信タイミングには、スイッチ２６からスイッチ２７を介して入力された受信信号を、帯域制限してスイッチ２９に送る。

　受信増幅器２５は、入力された信号を増幅して信号処理部２１に送る。送信タイミングでは、波形モニター２１０からの帰還信号が入力されるので、受信増幅器２５は、それを増幅する。受信タイミングでは、無線伝送で減衰された、アンテナポート２３からの受信信号が入力されるので、受信増幅器２５はそれを増幅する。

　スイッチ２８，２９は、スイッチ２６，２７と同様に、時分割で送信回路と受信回路を切り替えるスイッチである。スイッチ２８，２９は、送信タイミングでは、帯域制限フィルタ２４をバイパスして波形モニター２１０を受信増幅器２５に直接接続し、受信タイミングでは、帯域制限フィルタ２４側に接続され、アンテナポート２３を、スイッチ２６，２７を経由して受信増幅器２５に接続する。

　波形モニター２１０は、送信増幅器２２からの送信信号をモニターし、送信信号と同様な波形の帰還信号をスイッチ２７に送る。この帰還信号には送信増幅器２２で発生した非線形歪みが含まれている。

　上記スイッチ２６～２９の切り替えによって、送信タイミングでは、信号処理部２１からの送信信号が送信増幅器２２で増幅され、スイッチ２６を経由してアンテナポート２３からアンテナ（不図示）に送られる。また、それとともに、波形モニター２１０からの帰還信号が受信増幅器２５で増幅されて信号処理部２１に入力される。受信タイミングでは、アンテナポート２３からの信号が帯域制限フィルタ２４でフィルタリングされ、受信増幅器２５で増幅されて信号処理部２１に入力される。

　本実施形態によれば、時分割で送信タイミングと受信タイミングが切り替わる通信装置において、送信タイミングで受信回路を帰還回路に転用するとき帯域制限フィルタ２４をバイパスするので、受信回路に帯域制限フィルタ２４が含まれている場合でも信号処理部２１にて正確な非線形歪みを検出し、補償することができる。

　（第３の実施形態）
　第３の実施形態は、ダブルコンバージョン方式の周波数変換を行う通信装置の例である。信号処理部で用いられるベースバンド信号と無線回線で用いられる無線周波数（ＲＦ）信号の間に中間周波数（ＩＦ）信号が用いられている。各周波数信号レベルでの信号への加工は説明簡略化のために省略する。また、本実施形態では、第２の実施形態と同様、受信回路に帯域制限フィルタがある。

　図６は、第３の実施形態による無線通信装置の構成を示すブロック図である。図６を参照すると、無線通信装置は、信号処理部３１、送信増幅器３２，３４，３６、送信ミキサ３３，３５、アンテナポート３７、受信ミキサ３８，３１１、帯域制限フィルタ３９、受信増幅器３１０，３１２、波形モニター３１７、スイッチ３１３～３１６、および局部発振器３１８，３１９を有している。

　信号処理部３１は送信側および受信側の信号処理を行う。送信側では、信号処理部３１は、入力された送信信号に対して信号処理を施し、信号処理後の送信信号を送信増幅器３２に送る。受信側では、受信増幅器３１２からの受信信号に対して信号処理を施し、信号処理後の受信信号を出力する。また、信号処理部３１は、送信タイミングで受信増幅器３１２から入力される帰還信号を送信信号と比較することにより、送信回路（主に、送信増幅器３６）で発生する非線形歪みを検出し、送信信号に対して、非線形歪みの検出値に基づく補償を行う。

　送信増幅器３２は、信号処理部３１からの送信信号を増幅して送信ミキサ３３に送る。

　送信ミキサ３３は、局部発振器３１９からの周波数信号を用いて、信号処理部３１からの送信信号をＩＦに周波数変換し、周波数変換後の送信信号を送信増幅器３４に送る。

　送信増幅器３４は、送信ミキサ３３からの送信信号を増幅して送信ミキサ３５に送る。

　送信ミキサ３５は、局部発振器３１８からの周波数信号を用いて、送信増幅器３４からの送信信号をＲＦに周波数変換し、周波数変換後の送信信号を送信増幅器３６に送る。

　送信増幅器３６は、送信ミキサ３５からの送信信号を増幅してスイッチ３１３に送る。この送信増幅器３６は、送信信号を無線で送出するために大きな出力パワーが要求される。そして、一般に送信信号を無線で送出するための送信増幅器は飽和レベルに近い状態で動作しているため、非線形歪みが発生しやすい。非線形歪みには３次歪みや５次歪みが含まれている。

　スイッチ３１３は、時分割で送信回路と受信回路を切り替えるスイッチである。スイッチ３１３は、送信タイミングではアンテナポート３７を送信増幅器３６と接続し、受信タイミングではアンテナポート３７をスイッチ３１４に接続する。

　スイッチ３１４は、スイッチ３１３と同様に、時分割で送信回路と受信回路を切り替えるスイッチである。スイッチ３１４は、送信タイミングでは波形モニター３１７を受信ミキサ３８と接続し、受信タイミングでは、アンテナポート３７に接続されたスイッチ３１３を受信ミキサ３８に接続する。本実施形態では、スイッチ３１４と信号処理部３１の間にある受信回路は、送信時には帰還回路として用いられ、受信時には受信回路として用いられる共用回路である。ただし、本実施形態では共用回路内の帯域制限フィルタ３９は受信タイミング時だけ用いられる。

　受信ミキサ３８は、局部発振器３１８からの周波数信号を用いて、スイッチ３１４から入力された信号をＩＦに周波数変換し、周波数変換後の信号をスイッチ３１５に送る。送信タイミングでは、波形モニター３１７からの帰還信号が入力されるので、受信ミキサ３８は、その帰還信号を周波数変換する。受信タイミングでは、無線伝送で減衰された、アンテナポート３７からの受信信号が入力されるので、受信ミキサ３８はその受信信号を周波数変換する。

　帯域制限フィルタ３９は、受信タイミングでのみ受信回路に挿入され、受信ミキサ３８からの信号をスイッチ３１５経由で帯域制限した後、スイッチ３１６経由で受信増幅器３１０に送る。

　受信増幅器３１０は、スイッチ３１６から入力される信号を増幅して受信ミキサ３１１に送る。スイッチ３１６からは、送信タイミングには帰還信号が出力され、受信タイミングには受信信号が出力される。

　受信ミキサ３１１は、局部発振器３１９からの周波数信号を用いて受信増幅器３１０からの信号を更に周波数変換し、周波数変換後の信号を受信増幅器３１２に送る。この受信ミキサ３１１は受信ミキサ３８で変換されたＩＦ周波数を、更に低いＩＦ周波数へ変換するものである。

　受信増幅器３１２は、受信ミキサ３１１からの信号を増幅して信号処理部３１に送る。

　スイッチ３１５，３１６は、スイッチ３１３，３１４と同様に、時分割で送信回路と受信回路を切り替えるスイッチである。スイッチ３１５，３１６は、送信タイミングでは、帯域制限フィルタ３９をバイパスして受信ミキサ３８と受信増幅器３１０を直接接続し、受信タイミングでは、受信ミキサ３８と受信増幅器３１０の間に帯域制限フィルタ３９を挿入する。

　波形モニター３１７は、送信増幅器３６からの送信信号をモニターし、送信信号と同様な波形の帰還信号をスイッチ３１４に送る。この帰還信号には送信増幅器３６で発生した非線形歪みが含まれている。

　上記スイッチ３１３～３１６の切り替えによって、送信タイミングでは、送信信号が送信増幅器３６で増幅され、スイッチ３１３を経由してアンテナポート３７からアンテナ（不図示）に送られる。また、それとともに、波形モニター３１７からの帰還信号が帯域制限フィルタ３９を介さず信号処理部３１に入力される。受信タイミングでは、アンテナポート３７からの信号が帯域制限フィルタ３９でフィルタリングされて信号処理部３１に入力される。

　以上説明したように、本実施形態では、ＲＦの送信増幅器３６が主な非線形歪みの発生源となるので、波形モニター３１７は送信増幅器３６の出力に設けられる。受信回路と帰還回路とで、受信ミキサ３８、受信増幅器３１０、ミキサ３１１、および受信増幅器３１２が兼用されるので、非線形歪みの補償が少ない回路規模で実現されている。また、受信回路に帯域制限フィルタ３９が含まれている場合でも、正確な非線形歪みを検出し、補償することができる。

　（第４の実施形態）
　第４の実施形態は、第３の実施形態と同様に、ダブルコンバージョン方式の周波数変換を行う通信装置の例である。信号処理部で用いられるベースバンド信号と無線回線で用いられる無線周波数（ＲＦ）信号の間に中間周波数（ＩＦ）信号が用いられている。各周波数信号レベルでの信号への加工は説明簡略化のために省略する。

　ただし、本実施形態では、第３の実施形態において帯域制限フィルタがあった位置に、レベル調整用の受信増幅器がある。この受信増幅器は、受信回路を帰還回路として用いるときにバイパスされる。これは無線回線で減衰した受信信号に比べて帰還信号のレベルが高くなる装置構成を考慮したものである。本実施形態の通信装置において、それ以外の基本的な装置構成は第３の実施形態と同様である。

　図７は、第４の実施形態による無線通信装置の構成を示すブロック図である。図７を参照すると、無線通信装置は、信号処理部４１、送信増幅器４２，４４，４６、送信ミキサ４３，４５、アンテナポート４７、受信ミキサ４８，４１１、受信増幅器４９，４１０，４１２、波形モニター４１７、スイッチ４１３～４１６、および局部発振器４１８，４１９を有している。本実施形態では、スイッチ４１４と信号処理部４１の間にある受信回路が、送信時には帰還回路として用いられ、受信時には受信回路として用いられる共用回路である。

　信号処理部４１、送信増幅器４２，４４，４６、送信ミキサ４３，４５、アンテナポート４７、受信ミキサ４８，４１１、受信増幅器４１０，４１２、波形モニター４１７、スイッチ４１３～４１６、および局部発振器４１８，４１９が、それぞれ第３の実施形態の信号処理部３１、送信増幅器３２，３４，３６、送信ミキサ３３，３５、アンテナポート３７、受信ミキサ３８，３１１、受信増幅器３１０，３１２、波形モニター３１７、スイッチ３１３～３１６、および局部発振器３１８，３１９に相当する。スイッチ４１５，４１６は、送信タイミングでは、受信増幅器４９をバイパスして受信ミキサ４８と受信増幅器４１０を直接接続し、受信タイミングでは、受信ミキサ４８と受信増幅器４１０の間に受信増幅器４９を挿入する。この構成により、受信回路が帰還回路として用いられるとき、受信信号のレベル調整用の受信増幅器４９がバイパスされる。

　（第５の実施形態）
　第５の実施形態は、第３，４の実施形態と同様に、ダブルコンバージョン方式の周波数変換を行う通信装置の例である。

　ただし、本実施形態では、受信回路を帰還回路として用いるときに、帯域制限フィルタと受信増幅器の両方がバイパスされる。帯域制限フィルタがバイパスされる理由は第３の実施形態において帯域制限フィルタがバイパスされた理由と同じである。受信増幅器がバイパスされる理由は第４の実施形態において受信増幅器がバイパスされた理由と同じである。

　図８は、第５の実施形態による無線通信装置の構成を示すブロック図である。図８を参照すると、無線通信装置は、信号処理部５１、送信増幅器５２，５４，５６、送信ミキサ５３，５５、アンテナポート５７、受信ミキサ５８，５１２、受信増幅器５９，５１１，５１３、帯域制限フィルタ５１０、波形モニター５１８、スイッチ５１４～５１７、および局部発振器５１９，５２０を有している。本実施形態では、スイッチ５１５と信号処理部５１の間にある受信回路が、送信時には帰還回路として用いられ、受信時には受信回路として用いられる共用回路である。

　信号処理部５１、送信増幅器５２，５４，５６、送信ミキサ５３，５５、アンテナポート５７、受信ミキサ５８，５１２、受信増幅器５１１，５１３、波形モニター５１８、スイッチ５１４～５１７、および局部発振器５１９，５２０は、第３の実施形態の信号処理部３１、送信増幅器３２，３４，３６、送信ミキサ３３，３５、アンテナポート３７、受信ミキサ３８，３１１、受信増幅器３１０，３１２、波形モニター３１７、スイッチ３１３～３１６、および局部発振器３１８，３１９にそれぞれに相当する。この構成により、受信回路が帰還回路として用いられるとき、受信信号のレベル調整用の受信増幅器５９と、受信信号の帯域を制限するための帯域制限フィルタ５１０が第４の実施形態と同様にバイパスされる。

　（第６の実施形態）
　第６の実施形態は、第３～５の実施形態と同様に、ダブルコンバージョン方式の周波数変換を行う通信装置の例である。ただし、本実施形態では、ＲＦからＩＦへ周波数変換する受信ミキサを受信回路と帰還回路のそれぞれに設けている。

　また、本実施形態では、第５の実施形態と同様に、受信回路を帰還回路として用いるときに、帯域制限フィルタと受信増幅器の両方がバイパスされる。ただし、他の例として、帯域制限フィルタと受信増幅器のいずれか一方がバイパスされる構成であってもよい。

　図９は、第６の実施形態による無線通信装置の構成を示すブロック図である。図９を参照すると、無線通信装置は、信号処理部６１、送信増幅器６２，６４，６６、送信ミキサ６３，６５、アンテナポート６７、受信ミキサ６８，６１１、受信増幅器６１０，６１２、帯域制限フィルタ６９、波形モニター６１５、帰還ミキサ６１６、スイッチ６１３，６１４、および局部発振器６１７，６１８を有している。本実施形態では、スイッチ６１４と信号処理部６１の間にある回路が、送信時には帰還回路として用いられ、受信時には受信回路として用いられる共用回路である。

　信号処理部６１は送信側および受信側の信号処理を行う。また、信号処理部６１は、送信タイミングで受信増幅器６１２から入力される帰還信号を送信信号と比較することにより、送信回路で発生する非線形歪みを検出し、送信信号に対して、非線形歪みの検出値に基づく補償を行う。

　送信増幅器６２は、信号処理部６１からの送信信号を増幅して送信ミキサ６３に送る。

　送信ミキサ６３は、局部発振器６１８からの周波数信号を用いて、信号処理部６１からの送信信号をＩＦに周波数変換し、周波数変換後の送信信号を送信増幅器６４に送る。

　送信増幅器６４は、送信ミキサ６３からの送信信号を増幅して送信ミキサ６５に送る。

　送信ミキサ６５は、局部発振器６１７からの周波数信号を用いて、送信増幅器６４からの送信信号をＲＦに周波数変換し、周波数変換後の送信信号を送信増幅器６６に送る。

　送信増幅器６６は、送信ミキサ６５からの送信信号を増幅してスイッチ６１３に送る。この送信増幅器６６は、他の実施形態と同様、非線形歪みの主な発生源である。

　受信ミキサ６８は、局部発振器６１７からの周波数信号を用いて、スイッチ６１３から入力された受信信号をＩＦに周波数変換し、周波数変換後の受信信号を帯域制限フィルタ６９に送る。

　帯域制限フィルタ６９は、受信ミキサ６８からの受信信号を帯域制限して受信増幅器６１０に送る。

　受信増幅器６１０は、帯域制限フィルタ６９から入力される信号を増幅してスイッチ６１４に送る。

　スイッチ６１４は、スイッチ６１３と同様に、時分割で送信回路と受信回路を切り替えるスイッチである。スイッチ６１４は、送信タイミングでは、帰還ミキサ６１６と受信ミキサ６１１を接続し、受信タイミングでは、受信増幅器６１０と受信ミキサ６１１を接続する。

　受信ミキサ６１１は、局部発振器６１８からの周波数信号を用いて受信増幅器スイッチ６１４からの信号を更に周波数変換し、周波数変換後の信号を受信増幅器６１２に送る。

　受信増幅器６１２は、受信ミキサ６１１からの信号を増幅して信号処理部６１に送る。

　波形モニター６１５は、送信増幅器６６からの送信信号をモニターし、送信信号と同様な波形の帰還信号を帰還ミキサ６１６に送る。この帰還信号には送信増幅器６６で発生した非線形歪みが含まれている。

　帰還ミキサ６１６は、波形モニター６１５からの帰還信号をＩＦに周波数変換し、周波数変換後の帰還信号をスイッチ６１４に送る。

　上記スイッチ６１３，６１４の切り替えによって、送信タイミングでは、送信信号が送信増幅器６６で増幅され、スイッチ６１３を経由してアンテナポート６７からアンテナ（不図示）に送られる。また、それとともに、波形モニター６１５からの帰還信号が帯域制限フィルタ６９および受信増幅器６１０を介さず信号処理部６１に入力される。受信タイミングでは、アンテナポート６７からの信号が帯域制限フィルタ６９でフィルタリングされ、受信増幅器６１０でレベル調整されて信号処理部６１に入力される。

　本実施形態は、第３から第５の実施形態と比較してスイッチの数を低減することができるという効果がある。また、動作する箇所が少なくなることから、回路の信頼性や動作安定性が向上するという効果もある。

　（第７の実施形態）
　第１～６の実施形態の通信装置は、無線基地局の屋外ユニットを想定した構成である。無線基地局の屋外ユニットは屋内ユニットと接続して用いられる。しかし、本発明は、屋外ユニットと屋内ユニットの機能を備えた一体型の無線基地局にも適用することができる。

　第７の実施形態の通信装置は、無線リソース管理や移動管理を含む制御機能を備えた一体型の無線基地局装置である。図１０は、第７の実施形態による無線基地局装置の構成を示すブロック図である。図１０を参照すると、無線基地局装置は、信号処理部７１、送信増幅器７２、アンテナポート７３、受信増幅器７４、スイッチ７５，７６、波形モニター７７、および制御部７８を有している。

　信号処理部７１、送信増幅器７２、アンテナポート７３、受信増幅器７４、スイッチ７５，７６、波形モニター７７は、第１の実施形態における信号処理部１１、送信増幅器１２、アンテナポート１３、受信増幅器１４、スイッチ１５，１６、波形モニター１７のそれぞれに相当する。

　制御部７８は、アンテナポート７３経由で無線回線により移動局（不図示）との接続に用いられる無線リソースの管理、および無線回線で接続されている各移動局の移動管理を行う。その際、制御部７８は、各移動局との間で制御信号を送受信する。また、制御部７８は、各移動局と上位装置（不図示）の間で送受信されるユーザデータの中継も行う。

　本実施形態では、第１の実施形態の無線通信装置に対応する一体型の無線基地局装置を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。第２～６の実施形態の無線通信装置に対応する無線基地局装置も同様に構成することができる。

　以上、本発明の実施形態について述べてきたが、本発明は、これらの実施形態だけに限定されるものではなく、本発明の技術思想の範囲内において、これらの実施形態を組み合わせて使用したり、一部の構成を変更したりしてもよい。

　以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではない。クレームに定義された本発明の構成や詳細には、発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

　この出願は、２００８年３月１１日に出願された日本出願特願２００８－０６１４２８を基礎として優先権の利益を主張するものであり、その開示の全てを引用によってここに取り込む。
 

Claims (23)

1. 　時分割の送信タイミングで送信される送信信号と、受信タイミングで受信される受信信号とに対して所定の信号処理を行うとともに、前記送信信号と、該送信信号の帰還信号とを比較する信号処理部と、
   　前記信号処理部からの送信信号を外部ポートに送るための送信回路と、
   　前記外部ポートからの受信信号を前記信号処理部に送るための受信回路と、
   　前記送信回路から前記外部ポートに送られる送信信号の波形をモニターすることにより、前記帰還信号を生成する波形モニターと、
   　前記送信タイミングには、前記送信回路からの前記送信信号を前記外部ポートに接続するとともに、前記波形モニターからの前記帰還信号を前記受信回路に接続し、前記受信タイミングには、前記外部ポートからの前記受信信号を前記受信回路に接続するスイッチ部と、を有する通信装置。
2. 　前記スイッチ部は、前記送信タイミングに、前記波形モニターからの前記帰還信号を前記受信回路に接続するとき、前記受信回路の一部の回路をバイパスする、請求項１に記載の通信装置。
3. 　前記受信回路は、前記受信信号の帯域を制限するための帯域制限フィルタを含んでおり、
   　前記スイッチ部は、前記送信タイミングに、前記波形モニターからの前記帰還信号を前記受信回路に接続するとき、前記受信回路内の前記帯域制限フィルタをバイパスする、請求項２に記載の通信装置。
4. 　前記受信回路は、レベルを調整するための受信増幅器を含んでおり、
   　前記スイッチ部は、前記送信タイミングに、前記波形モニターからの前記帰還信号を前記受信回路に接続するとき、前記受信回路内の前記受信増幅器をバイパスする、請求項２に記載の通信装置。
5. 　前記送信回路は前記送信信号の周波数を変換するための送信ミキサを含み、
   　前記受信回路は前記受信信号の周波数を変換するための受信ミキサを含み、
   　前記波形モニターは、前記送信信号を前記送信ミキサよりも後ろの位置でモニターし、
   　前記スイッチ部は、前記波形モニターからの前記帰還信号を、前記受信回路の前記受信ミキサよりも前の位置に接続する、
   請求項１から４のいずれか１項に記載の通信装置。
6. 　前記送信回路は前記送信信号の周波数を変換するための送信ミキサを含み、
   　前記受信回路は前記受信信号の周波数を変換するための受信ミキサを含み、
   　前記通信装置は、前記波形モニターからの前記帰還信号の周波数を変換する帰還ミキサを更に有し、
   　前記波形モニターは、前記送信信号を前記送信ミキサよりも後ろの位置でモニターし、
   　前記スイッチ部は、前記波形モニターからの前記帰還信号を、前記受信回路の前記受信ミキサよりも後ろの位置に接続する、
   請求項１から４のいずれか１項に記載の通信装置。
7. 　前記信号処理部は、前記送信信号と前記帰還信号の比較によって、前記送信回路において前記送信信号に生じた非線形歪みを検出する、１から６のいずれか１項に記載の通信装置。
8. 　前記信号処理部は、検出した前記非線形歪みに基づいて、前記送信回路に送る前記送信信号に対して補償を施す、請求項７に記載の通信装置。
9. 　前記通信装置は無線通信装置であり、前記外部ポートはアンテナに接続されるアンテナポートである、請求項１から８のいずれか１項に記載の通信装置。
10. 　無線回線で接続される移動局に関する制御信号およびユーザデータを前記信号処理部との間で送受信する制御部を更に有する、請求項９に記載の通信装置。
11. 　受信信号および送信信号を処理すると共に、出力した前記送信信号が帰還された帰還信号に基づいて、出力する前記送信信号の歪みを補償する信号処理部と、
    　受信時に前記受信信号を前記信号処理部へ出力し、送信時に、前記信号処理部から出力された前記送信信号の一部を帰還信号として前記信号処理部へ帰還させる共用回路と、
    を備える、時分割多重方式の通信装置における歪み補償回路。
12. 　受信時に前記受信信号を、送信時に前記帰還信号を、時分割で前記共用回路に送信する切替手段をさらに備える、請求項１１に記載の歪み補償回路。
13. 　前記切替手段は、アンテナの接続先を切り替えるスイッチである、請求項１２に記載の歪み補償回路。
14. 　前記共用回路は、受信時に前記受信信号の帯域を制限して前記信号処理部へ送信する帯域制限フィルタと、送信時に前記帯域制限フィルタをバイパスして前記帰還信号を帯域制限せずに前記信号処理部へ送信するバイパス手段とを備える、請求項１１から１３のいずれか１項に記載の歪み補償回路。
15. 　前記共用回路は、受信時に前記受信信号を増幅して前記信号処理部へ送信する増幅器と、送信時に前記増幅器をバイパスして前記帰還信号を増幅せずに前記信号処理部へ送信するバイパス手段とを備える、請求項１１から１３のいずれか１項に記載の歪み補償回路。
16. 　前記共用回路は、前記送信信号を無線で送信するための送信用増幅器と、前記送信用増幅器から出力された前記送信信号の一部を帰還させる帰還手段とを備える、請求項１１から１５のいずれか１項に記載の歪み補償回路。
17. 　前記帰還手段は、前記送信信号をモニターする波形モニターである、請求項１６に記載の歪み補償回路。
18. 　前記共用回路は、受信時に前記受信信号を増幅し、送信時に前記帰還信号を増幅する共用増幅器を備える、請求項１１から１７に記載の歪み補償回路。
19. 　時分割多重方式の通信装置において受信信号および送信信号を処理する信号処理部に対して、共用回路により、受信時には前記受信信号を入力し、送信時には、前記信号処理部から出力された前記送信信号の一部を帰還信号として入力し、
    　前記信号処理部で前記帰還信号から歪み量を検出し、
    　前記信号処理部で前記歪み量に基づいて前記送信信号の歪みを補償する、歪み補償方法。
20. 　前記歪み量は、前記帰還信号を前記送信信号と比較することにより検出される、請求項１９に記載の歪み補償方法。
21. 　前記信号処理部は、時分割で前記受信信号と前記送信信号を処理する、請求項１９または２０に記載の歪み補償方法。
22. 　受信時には前記受信信号の帯域を制限して、一方、送信時には前記帰還信号を帯域制限せずに前記信号処理部へ送る、請求項１９から２１に記載の歪み補償方法。
23. 　受信時には前記受信信号を増幅して、一方、送信時には前記帰還信号を増幅せずに前記信号処理部へ送信する、請求項１９から２２に記載の歪み補償方法。
     

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