無線基地局装置
【課題】高スペックのデバイスを使用する必要がなく、製品コストを低減した無線基地局装置を提供する。
【解決手段】ミキサ１１７の出力は選択スイッチ１０３に与えられ、選択スイッチ１０３によって、信号配線ＳＣを介してそのまま後段の選択スイッチ１０５に与えられるのか、フィルタ部１０４を介してフィルタリングされて選択スイッチ１０５に与えられるのかが選択される。選択スイッチ１０５のＡ端子は、選択スイッチ１０３のＡ端子に信号配線ＳＣを介して接続され、選択スイッチ１０５のＢ端子は、フィルタ部１０４の出力に接続されている。選択スイッチ１０５は、選択スイッチ１０３の出力をそのまま増幅器１０６に与える場合には端子Ａを選択するように切り替えられ、フィルタ部１０４を通してフィルタリングされた出力を増幅器１０６に与える場合には、端子Ｂを選択するように切り替えられる。
【解決手段】ミキサ１１７の出力は選択スイッチ１０３に与えられ、選択スイッチ１０３によって、信号配線ＳＣを介してそのまま後段の選択スイッチ１０５に与えられるのか、フィルタ部１０４を介してフィルタリングされて選択スイッチ１０５に与えられるのかが選択される。選択スイッチ１０５のＡ端子は、選択スイッチ１０３のＡ端子に信号配線ＳＣを介して接続され、選択スイッチ１０５のＢ端子は、フィルタ部１０４の出力に接続されている。選択スイッチ１０５は、選択スイッチ１０３の出力をそのまま増幅器１０６に与える場合には端子Ａを選択するように切り替えられ、フィルタ部１０４を通してフィルタリングされた出力を増幅器１０６に与える場合には、端子Ｂを選択するように切り替えられる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は無線基地局装置に関し、特に、ＴＤＤ（Time Division Duplexing）方式での通信を行う無線基地局装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線基地局装置においては、例えば特許文献１に開示されるように、電力増幅部で増幅された送信信号の歪みを補正するために、ＤＰＤ（Digital Pre-Distortion）と呼称されるデジタル処理での歪み補正処理が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１５１１１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した特許文献１では無線送信機の構成を例示しているが、昨今では、無線基地局装置において、ＤＰＤ用のフィードバック回路と受信回路とで共通の回路（共用回路）を使用する構成が提案されている。
【０００５】
ここで、図８を用いてＤＰＤ用のフィードバック回路と受信回路とで、それぞれ必要な通過帯域について、説明する。
【０００６】
図８はＴＤＤ方式での送信信号のスペクトラム波形を概念的に示す図であり、横軸に周波数を、縦軸に信号レベルを示している。図８において、スペクトラム波形ＷＶは、中央部において突出し、その頂上部が平坦となった山状の形状を示し、山裾の部分は緩やかに傾斜している。このようなスペクトラム波形ＷＶにおいて、中央部の突出部分の幅Ａが受信信号の帯域に相当し、山裾の部分を含めたスペクトラム波形ＷＶの全体の幅Ｂが歪み補正に必要な帯域に相当する。従って、山裾の部分に相当する幅Ｃおよび幅Ｄに相当する帯域は、受信信号には不要であるが、歪み補正には必要な帯域である。
【０００７】
このように、ＤＰＤ用のフィードバック回路と受信回路とでは要求される帯域幅が大きく異なるが、これまでは、ＤＰＤで使用する帯域に合わせて、信号レベルが高い妨害波でも歪まないように増幅器などに高スペックのデバイスを使用する必要があり、製品コストが高くなるという問題があった。
【０００８】
本発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、ＤＰＤ用のフィードバック回路と受信回路とで共用回路を有する無線基地局装置において、高スペックのデバイスを使用する必要がなく、製品コストを低減した無線基地局装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明に係る無線基地局装置は、通信端末に送信する送信信号を増幅する増幅部と、前記増幅部から出力される増幅後の送信信号を受け、歪み補正を行う歪み補正部と、前記通信端末からの受信信号を取得する受信データ取得部と、送信をする場合に、前記歪み補正を行う場合には前記増幅後の送信信号を前記歪み補正部に与え、受信をする場合には前記受信信号を前記受信データ取得部に与えるように信号経路を切り替える切り替え回路と、を備え、前記切り替え回路は、所定帯域のみを通すフィルタ部が介挿された第１の信号経路と、前記フィルタ部を有さない第２の信号経路と、送信をする場合に前記歪み補正を行う場合には、前記増幅後の送信信号が前記第２の信号経路を通り、受信をする場合には前記受信信号が前記第１の信号経路を通るように経路選択を行う経路選択手段と、を有している。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る無線基地局装置によれば、製品コストを低減した無線基地局装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る実施の形態の無線基地局装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る実施の形態の無線基地局装置における送信動作および受信動作を説明するフローチャートである。
【図３】本発明に係る実施の形態の無線基地局装置における、選択スイッチの切り替え制御を示す図である。
【図４】本発明に係る実施の形態の無線基地局装置における、送信動作および受信動作の一例を説明するタイムチャートである。
【図５】歪み補正を行う場合、歪み補正を行わない場合のスペクトラム波形を示す図である。
【図６】歪み補正を行う場合、歪み補正を行わない場合のスムージングされたスペクトラム波形を示す図である。
【図７】本発明に係る実施の形態の無線基地局装置の変形例の構成を示すブロック図である。
【図８】ＤＰＤ用のフィードバック回路と受信回路とで、それぞれ必要な通過帯域を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜実施の形態＞
＜装置構成＞
図１は、本発明に係る実施の形態の無線基地局装置１００の構成を示すブロック図である。本実施の形態に係る通信装置１００は、例えば、ＴＤＤ方式で通信相手装置と双方向に無線通信を行い、無線通信部１、Ｄ／Ａ変換器２、Ａ／Ｄ変換器３およびデジタル処理部４を備えている。
【００１３】
無線通信部１は、アンテナ１０で受信された搬送帯域の受信信号を基底帯域の受信信号に変換し、当該基底帯域の受信信号を出力する。また、無線通信部１は、Ｄ／Ａ変換器２から出力される基底帯域の送信信号を搬送帯域の送信信号に変換し、当該搬送帯域の送信信号をアンテナ１０から無線送信する。
【００１４】
Ｄ／Ａ変換器２は、デジタル処理部４から出力される送信信号をデジタル方式からアナログ方式に変換して出力する。Ａ／Ｄ変換器３は、無線通信部１から出力される受信信号をアナログ方式からデジタル方式に変換して出力する。
【００１５】
デジタル処理部４は、送信用のビットデータを含む、デジタル形式の送信信号を生成し、当該送信信号をＤ／Ａ変換器２に入力する。また、デジタル処理部４は、Ａ／Ｄ変換器３から出力される受信信号に含まれるビットデータを取得する。
【００１６】
無線基地局装置１００の構成をより詳細に説明すると、無線通信部１は、アンテナ１０、Ｄ／Ａ変換器２の出力を受けるミキサ１０１、ミキサ１０１の出力を受ける増幅器１０２、増幅器１０２の出力を受けるミキサ１１１、ミキサ１１１の出力を受ける増幅器１１２、増幅器１１２の出力を受ける分岐カプラ１１３および分岐カプラ１１３の出力を受ける選択スイッチ１１４を備えている。さらに、無線通信部１は、選択スイッチ１１４の出力を受ける増幅器１１５、増幅器１１５の出力を受ける選択スイッチ１１６、選択スイッチ１１６の出力を受けるミキサ１１７、ミキサ１１７の出力を受ける選択スイッチ１０３、選択スイッチ１０３の一方の出力を受けるフィルタ部１０４、選択スイッチ１０３の他方の出力を一方の入力に受け、フィルタ部１０４の出力を他方の入力に受ける選択スイッチ１０５、選択スイッチ１０５の出力を受ける増幅器１０６および増幅器１０６の出力を受けるミキサ１０７を備えている。また、無線通信部１は、ミキサ１０１および１０７に乗算するための出力信号を供給する局部発振器１０８と、ミキサ１１１および１１７に乗算するための出力信号を供給する局部発振器１１８とを備えている。
【００１７】
ミキサ１０１は、Ｄ／Ａ変換器２から出力される送信信号と、局部発振器１０８の出力信号とを乗算する。増幅器１０２は、ミキサ１０１から出力される送信信号を増幅して出力する。なお、本例では送信周波数を徐々に高めるため、増幅器１０２の後段にミキサ１１１を設け、増幅器１０２から出力される増幅された送信信号と、局部発振器１１８の出力信号とを乗算する。これにより、送信信号はアップコンバートされて、搬送帯域の送信信号が得られる。
【００１８】
ミキサ１１１から出力される搬送帯域の送信信号は、増幅器１１２によって増幅され、増幅部１２で増幅された送信信号は分岐カプラ１１３によって２つに分岐して、一方の送信信号は選択スイッチ１１４に与えられ、他方の送信信号は選択スイッチ１１６に与えられる。
【００１９】
選択スイッチ１１４は、分岐カプラ１１３から出力される送信信号をアンテナ１０から送信するのか、アンテナ１０で受信された受信信号を増幅器１１５に入力するのかを選択するスイッチであり、分岐カプラ１１３から出力される送信信号は端子Ａに入力され、アンテナ１０で受信された受信信号は端子Ｂを介して出力される。従って、選択スイッチ１１４は、分岐カプラ１１３から出力される送信信号をアンテナ１０から送信する場合には端子Ａを選択するように切り替えられ、アンテナ１０で受信された受信信号を出力する場合には、端子Ｂを選択するように切り替えられる。なお、選択スイッチ１１４の切り替え動作は、デジタル処理部４によって制御される。
【００２０】
増幅器１１５は、入力される受信信号を増幅して出力する。選択スイッチ１１６は、分岐カプラ１１３から出力される送信信号を出力するのか、増幅器１１５から出力される受信信号を出力するのかを選択するスイッチであり、分岐カプラ１１３から出力される送信信号は端子Ａに入力され、選択スイッチ１１４から出力される受信信号は端子Ｂに入力される。従って、選択スイッチ１１６は、分岐カプラ１１３から出力される送信信号を出力する場合には端子Ａを選択するように切り替えられ、増幅器１１５から出力される受信信号を出力する場合には端子Ｂを選択するように切り替えられる。なお、選択スイッチ１１６での切り替え動作は、デジタル処理部４によって制御される。
【００２１】
ミキサ１１７は、選択スイッチ１１６の出力信号と、局部発振器１１８の出力信号とを乗算する。なお、本例では受信周波数を徐々に下げるため、Ａ／Ｄ変換器３の直前にミキサ１０７を設け、増幅器１０６から出力される増幅された送信信号と、局部発振器１０８の出力信号とを乗算する。これにより、受信信号がダウンコンバートされてミキサ１０７から出力される。
【００２２】
ミキサ１１７の出力は選択スイッチ１０３に与えられ、選択スイッチ１０３によって、信号配線ＳＣを介してそのまま後段の選択スイッチ１０５に与えられるのか、フィルタ部１０４を介してフィルタリングされて選択スイッチ１０５に与えられるのかが選択される。すなわち、選択スイッチ１０３のＡ端子は、選択スイッチ１０５のＡ端子に接続され、選択スイッチ１０３のＢ端子はフィルタ部１０４の入力に接続されている。従って、選択スイッチ１０３は、ミキサ１１７の出力を選択スイッチ１０５に与える場合には端子Ａを選択するように切り替えられ、ミキサ１１７の出力をフィルタ部１０４に与える場合には端子Ｂを選択するように切り替えられる。なお、選択スイッチ１０３での切り替え動作は、デジタル処理部４によって制御される。
【００２３】
フィルタ部１０４は、いわゆるバンドパスフィルタによって構成され、図１に示したスペクトラム波形ＷＶのうち、中央部の幅Ａの突出部分に相当する受信信号の帯域のみが通過するように構成されている。
【００２４】
選択スイッチ１０５では、選択スイッチ１０３の出力をそのまま増幅器１０６に与えるのか、フィルタ部１０４を通してフィルタリングされた出力を増幅器１０６に与えるのかが選択される。すなわち、選択スイッチ１０５のＡ端子は、選択スイッチ１０３のＡ端子に信号配線ＳＣを介して接続され、選択スイッチ１０５のＢ端子は、フィルタ部１０４の出力に接続されている。従って、選択スイッチ１０５は、選択スイッチ１０３の出力をそのまま増幅器１０６に与える場合には端子Ａを選択するように切り替えられ、フィルタ部１０４を通してフィルタリングされた出力を増幅器１０６に与える場合には、端子Ｂを選択するように切り替えられる。なお、選択スイッチ１０５での切り替え動作は、デジタル処理部４によって制御される。
【００２５】
ここで、ミキサ１１７の出力をフィルタ部１０４を介して選択スイッチ１０５に与える信号経路を第１の信号経路と呼称し、ミキサ１１７の出力を信号配線ＳＣを介してそのまま選択スイッチ１０５に与える信号経路を第２の信号経路と呼称する。
【００２６】
また、選択スイッチ１０３、信号配線ＳＣ、フィルタ部１０４および選択スイッチ１０５は、信号経路を切り替えることでＤＰＤ用のフィードバック回路および受信回路に与える信号を切り替える回路であるので、切り替え回路と呼称し、選択スイッチ１０３および１０５は、第１の信号経路と第２の信号経路との経路選択を行うので経路選択手段と呼称する。
【００２７】
Ａ／Ｄ変換器３は、ミキサ１０７の出力信号をアナログ形式からデジタル形式に変換する。選択スイッチ１１６がアンテナ１０で受信された受信信号を出力する場合、すなわち受信回路として選択スイッチ１１６から選択スイッチ１０５までの回路を使用する場合には、Ａ／Ｄ変換器３には、当該受信信号がダウンコンバートされて入力される。一方で、選択スイッチ１１６が、分岐カプラ１３からの送信信号を出力する場合、すなわちＤＰＤ用のフィードバック回路として選択スイッチ１１６から選択スイッチ１０５までの回路を使用する場合には、Ａ／Ｄ変換器３には、送信系回路から受信系回路にフィードバックされる増幅器１１２の出力信号がダウンコンバートされて入力される。
【００２８】
デジタル処理部４は、ＣＰＵやメモリなどで構成されており、機能ブロックとして、送信信号生成部４０、受信データ取得部４１、遅延部４２，４５、歪み補正部４３、振幅算出部４４、誤差補正部４６、直交変調部４７、直交検波部４８および選択スイッチ４９を備えている。
【００２９】
送信信号生成部４０は、送信用のビットデータを含む、デジタル形式の送信信号ＳＳを生成して出力する。送信信号生成部４０で生成される送信信号ＳＳは、複素信号であって、Ｉ（Inphase）成分及びＱ（Quadrature）成分から成る。
【００３０】
振幅算出部４４は、送信信号生成部４０から出力される送信信号ＳＳの振幅を算出する。具体的には、振幅算出部４４は、送信信号ＳＳのＩ成分を２乗した値と、当該送信信号ＳＳのＱ成分を２乗した値とを足し合わせて、それによって得られた値の１／２乗を当該送信信号ＳＳの振幅とする。そして、振幅算出部４４は、求めた振幅を歪み補正部４３に出力する。
【００３１】
遅延部４２は、送信信号生成部４０が出力する送信信号ＳＳを遅延して出力する。歪み補正部４３は、増幅器１１２で増幅された送信信号の歪みを補正するための歪み補正値が登録された歪み補正値テーブル４３０を記憶している。歪み補正部４３は、この歪み補正値テーブル４３０に基づいて、遅延部４２から出力される送信信号ＳＳの振幅および位相を調整することによって当該送信信号ＳＳを補正する。直交変調部４７は、歪み補正部４３で補正された送信信号ＳＳに対して直交変調を行って、当該送信信号ＳＳを実信号に変換して出力する。
【００３２】
歪み補正値テーブル４３０はルックアップテーブル（ＬＵＴ）となっており、送信信号ＳＳの振幅と歪み補正値とが一対一で対応付けられている。なお、歪み補正値は複素数で表さる。
【００３３】
歪み補正部４３は、振幅算出部４４から送信信号ＳＳの振幅を受け取ると、歪み補正値テーブル４３０を参照して、当該振幅に対応する歪み補正値を取得する。そして、歪み補正部４３は、取得した歪み補正値と、遅延部４２から入力される送信信号ＳＳとを複素乗算することによって、当該送信信号ＳＳの振幅および位相を補正する。
【００３４】
遅延部４２での送信信号ＳＳに対する遅延量は、振幅算出部４４に当該送信信号ＳＳが入力されてから、歪み補正部４３が当該送信信号ＳＳの振幅に対応する歪み補正値を歪み補正値テーブル４３０から取得するまでの時間と一致するように設定されている。
【００３５】
従って、歪み補正部４３では、入力される送信信号ＳＳの振幅および位相が、当該振幅に対応付けられた歪み補正値に基づいて調整される。これにより、増幅器１１２が出力する送信信号の歪が補正される。
【００３６】
直交検波部４８は、Ａ／Ｄ変換器３からの出力信号に対して直交検波を行って、当該出力信号を実信号から複素信号に変換して出力する。選択スイッチ１１６が分岐カプラ１１３からの出力信号を出力する際には、直交検波部４８では、デジタル処理部４にフィードバックされてきた送信信号ＳＳが取得され、当該送信信号ＳＳが直交検波部４８から出力される。一方で、選択スイッチ１１６が増幅器１５からの受信信号を出力する際には、直交検波部４８では、当該受信信号が複素信号に変換され、複素信号の受信信号が直交検波部４８から出力される。なお、直交検波部４８の出力は選択スイッチ４９に与えられ、選択スイッチ４９によって、誤差補正部４６に与えられるか、受信データ取得部４１に与えられるかが制御される。すなわち、選択スイッチ４９のＡ端子は、誤差補正部４６に接続され、選択スイッチ４９のＢ端子は、受信データ取得部４１に接続されている。従って、選択スイッチ４９は、直交検波部４８の出力を誤差補正部４６に与える場合には端子Ａを選択するように切り替えられ、受信データ取得部４１に与える場合には端子Ｂを選択するように切り替えられる。なお、選択スイッチ４９での切り替え動作は、デジタル処理部４によって制御される。
【００３７】
受信データ取得部４１は、直交検波部４８から出力される受信信号に対して復調処理等を行って、当該受信信号に含まれるビットデータを取得する。
【００３８】
遅延部４５は、送信信号生成部４０から出力される送信信号ＳＳを遅延して出力する。誤差補正部４６は、遅延部４５からの送信信号ＳＳに対する、直交検波部４８からのフィードバック送信信号の誤差を補正する。
【００３９】
なお、本発明においては歪み補正部４３の構成に限定はなく、図１に示す歪み補正部４３の構成は一例に過ぎず、ＤＰＤを実現できるのであればどのような歪み補正回路を採用しても良い。
【００４０】
＜動作＞
次に、図１を参照しつつ、図２に示すフローチャートを用いて、無線基地局装置１００における送信動作および受信動作について説明する。
【００４１】
＜送信動作＞
ＴＤＤ方式においては、受信期間と送信期間とが交互に繰り返されるので、無線基地局装置１００が動作を開始すると、まず、ステップＳ１において受信期間であるか送信期間であるかの判断がなされる。そして、ステップＳ１において受信期間ではない、すなわち送信期間であると判定された場合は、送信処理を開始する（ステップＳ２）。
【００４２】
送信処理では、先に説明したように、まず、送信信号生成部４０において送信用のビットデータを含む、デジタル形式の送信信号ＳＳを生成することから始まるが、送信処理については発明との関係が薄いのでこれ以上の説明は省略する。
【００４３】
送信処理を開始した後、ステップＳ５へのスキップ（このスキップ動作の意味について後に説明する）が設定されているかを確認し（ステップＳ３）、スキップが設定されている場合にはステップＳ５に進むが、そうでない場合には、ＬＵＴである歪み補正値テーブル４３０の歪み補正値に変化が起きると想定される所定の条件を満たすか否かの判定を行う（ステップＳ４）。なお、このような判定は、ＣＰＵなどで構成されるデジタル処理部４の図示されない制御部によってなされる。
【００４４】
ここで、所定の条件とは、例えば、１日の時間帯で言えば、朝と夜など気温の違いにより、増幅器の動作特性が変わるような条件を指し、予め定めた時刻に達した場合には、ステップＳ４の所定の条件を満たすものと判定する。また、これ以外に、無線基地局装置１００内において温度をモニタし、装置内の温度が予め定めた温度を超えるような場合には、ステップＳ４の所定の条件を満たすものと判定するようにしても良く、その他の条件で判定しても良い。要するに、ＤＰＤによる歪み補正を行うか否かの判定条件となり得る条件であれば特に限定はない。
【００４５】
ステップＳ４において、所定の条件を満たすと判定された場合はステップＳ５に進み、そうでない場合は送信処理を続行する。
【００４６】
ステップＳ５では、Ｄ／Ａ変換器２から、ミキサ１０１、増幅器１０２、ミキサ１１１、増幅器１１２および分岐カプラ１１３を介して選択スイッチ１１６に与えられた送信信号を、ミキサ１１７を介して選択スイッチ１０３に与え、選択スイッチ１０３によって、そのまま後段の選択スイッチ１０５に与えるようにスイッチ操作がなされる。なお、ステップＳ５は、第２の信号経路を選択するステップと呼称できる。
【００４７】
なお、この第２の信号経路を通るのは、図８に示すスペクトラム波形ＷＶのうち、幅Ｂに相当する帯域の信号であり、歪み補正に必要な幅Ｃおよび幅Ｄに相当する帯域を含んでいる。
【００４８】
選択スイッチ１０５に与えられたミキサ１１７の出力は、選択スイッチ１０５を介して増幅器１０６に与えられ、増幅器１０６から出力される増幅された送信信号は、ミキサ１０７において、局部発振器１０８の出力信号と乗算されてＡ／Ｄ変換器３に与えられる。
【００４９】
Ａ／Ｄ変換器３からの出力信号は直交検波部４８に与えられ、直交検波が実行された後、選択スイッチ４９を介して誤差補正部４６に与えられ、送信信号の誤差が補正される。
【００５０】
また、歪み補正部４３は、誤差補正部４６で補正された送信信号と、遅延部４５からの送信信号ＳＳとに基づいて、増幅器１１２で増幅された送信信号の歪みを推定する。つまり、歪み補正部４３は、増幅器１１２で増幅される前の送信信号と、増幅器１１２で増幅された後の送信信号とに基づいて、増幅器１１２で増幅された後の送信信号の歪みを推定する。そして、歪み補正部４３は、その推定結果に基づいて、上述の歪み補正値テーブル４３０（ＬＵＴ）を更新する（ステップＳ６）。その後、歪み補正部４３は、更新した歪み補正値テーブル４３０を用いて、遅延部４２からの送信信号ＳＳを補正する。
【００５１】
歪み補正値テーブル４３０が更新され、更新した歪み補正値テーブル４３０を用いての送信信号ＳＳの補正が行われ、当該、補正後の送信信号ＳＳの送信が終了した後は（ステップＳ７）、ステップＳ８において、歪み補正値テーブル４３０を構成する歪み補正値の変化が収束したか否かを判定する。
【００５２】
すなわち、送信信号ＳＳを歪み補正部４３にフィードバックすることによってＤＰＤによる歪み補正を行うことで、送信信号ＳＳの歪みが補正されても、さらに増幅器１１２等の特性が変化するような場合には、再び歪み補正値テーブル４３０を構成する歪み補正値を変更する必要生じる。このような場合は、歪み補正値の変化が収束していないと判定され、次の送信スロットでもＤＰＤのための送信信号ＳＳのフィードバックを実行するものとし、次の送信スロットでは、ステップＳ３からステップＳ５へのスキップを行うように設定する（ステップＳ９）。
【００５３】
このようなスキップ動作は、ステップＳ４における所定の条件を満たすか否かに関わらずＤＰＤモニタを行うために設ける動作であり、ステップＳ４の判定動作を省略することで、処理時間を短縮するという効果もある。
【００５４】
ステップＳ９の後、次の送信スロットを送るタイミングを待ち（ステップＳ１０）、次の送信スロットを送るタイミングになった場合には、ステップＳ３以下の動作を繰り返す。
【００５５】
一方、ステップＳ８において、歪み補正値の変化が収束したと判定された場合は、次の送信スロットおよび受信スロットに対してステップＳ１以下の動作を繰り返す。
【００５６】
＜受信動作＞
ステップＳ１において受信期間であると判定された場合は、アンテナ１０で受信された受信信号が増幅器１１５に入力され、増幅器１１５から出力される受信信号がミキサ１１７に与えられるように選択スイッチ１１４および１１６を切り替えるとともに、ミキサ１１７の出力が、選択スイッチ１０３、フィルタ部１０４および選択スイッチ１０５を介して増幅器１０６に与えられるように選択スイッチ１０３および１０５を切り替えるようにスイッチ操作がなされる（ステップＳ１１）。ここで、ステップＳ１１は、第１の信号経路を選択するステップと呼称できる。
【００５７】
受信信号をフィルタ部１０４に通すことで、図８に示すスペクトラム波形ＷＶのうち、受信信号の帯域に相当する幅Ａの帯域のみがフィルタ部１０４を通過し、受信信号には不要な幅Ｃおよび幅Ｄに相当する帯域はカットされることとなる。
【００５８】
ステップＳ１１のスイッチ操作により受信信号が、フィルタ部１０４、選択スイッチ１０５、増幅器１０６およびミキサ１０７を介してＡ／Ｄ変換器３に与えられ、Ａ／Ｄ変換器３においてデジタル信号に変換されて直交検波部４８に与えられることで、受信信号が複素信号に変換され、複素信号の受信信号が直交検波部４８から出力される。この場合、直交検波部４８の出力は選択スイッチ４９によって受信データ取得部４１に与えられ、受信データ取得部４１において、直交検波部４８から出力される受信信号に対して復調処理等の受信処理が開始される（ステップＳ１２）。
【００５９】
そして、ステップＳ１３において受信処理が終了したと判定された場合には、次の送信スロットおよび受信スロットに対してステップＳ１以下の動作を繰り返す。
【００６０】
以上説明した無線基地局装置１００の送信動作および受信動作において、選択スイッチの切り替え制御を図３にまとめて示す。
【００６１】
図３においては、送信のうち、ＤＰＤのための送信信号のフィードバック（ＤＰＤモニタと呼称）を行う場合を送信１とし、ＤＰＤモニタを行わない場合を送信２とし、受信の場合と合わせて示している。また、便宜的に選択スイッチ１１４、１１６、４９、１０３および１０５を、それぞれＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４およびＳＷ５として示している。
【００６２】
図３に示すように、ＤＰＤモニタを行う送信１においては、ＳＷ１〜ＳＷ５を全て端子Ａに切り替えるように制御する。一方、ＤＰＤモニタを行わない送信２、すなわち通常時の送信においては、ＳＷ１のみ端子Ａに切り替え、ＳＷ２〜ＳＷ５については、端子Ａ、端子Ｂのどちらに切り替えても良いとする状態にある。これを、Don't Care（ＤＣ）と表す。すなわち、ＤＰＤモニタを行わない場合、分岐カプラ１１３から出力される送信信号は、選択スイッチ１１４（ＳＷ１）を介してアンテナ１０に与えられれば良く、例え、分岐カプラ１１３から出力される送信信号が選択スイッチ１１６（ＳＷ２）を介してミキサ１１７以降の各構成に与えられたとしても、それらはＤＰＤモニタを行わない場合には動作を停止しているので、何の問題も生じないからである。
【００６３】
また、受信の場合には、ＤＰＤモニタは行わず、アンテナ１０で受信された受信信号を増幅器１１５に入力するように選択スイッチ１１４を切り替え、増幅器１１５で増幅された受信信号をミキサ１１７に与えるように選択スイッチ１１６を切り替え、ミキサ１１７の出力が第１の信号経路を通るようにＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ４およびＳＷ５を端子Ｂに切り替えるように制御する。また、デジタル処理部４においては、直交検波部４８の出力が受信データ取得部４１に与えられるように、選択スイッチ４９（ＳＷ３）を端子Ｂに切り替えるように制御する。
【００６４】
次に、図４に示すタイムチャートを用いて、送信動作および受信動作の一例を説明する。なお、図４においては説明を簡単にするために、送信期間および受信期間のそれぞれが１つのスロットで構成されているものとし、各スロットに上述した送信１、送信２および受信の用語を割り振っている。
【００６５】
図４において、受信期間（上り）においては受信のスロットを１スロット置きに受けるだけであるが、送信期間（下り）においては、通常時はＤＰＤモニタを行わない送信２のスロットが出力されるが、図２を用いて説明したように、ＬＵＴである歪み補正値テーブル４３０（図１）の歪み補正値に変化が起きると想定される所定の条件を満たす場合には（ステップＳ５）、ＤＰＤモニタを行う送信１となる。
【００６６】
この送信１は、先に説明したように１つのスロットだけでは歪み補正値の変化が収束しない場合には、次の送信スロットにおいてもＤＰＤモニタを行うこととなり（ステップＳ９）、図４においては、その一例として送信１のスロットが３回続く場合を示している。
【００６７】
そして、歪み補正値の変化が収束した場合には（ステップＳ８）、次の送信スロットは送信２となる。
【００６８】
このように、ＤＰＤモニタを行う場合には、１つの送信スロットを送信１のスロットとし、歪み補正値の変化が収束するまで送信１のスロットを出力し続けることで、適切な歪み補正値を得ることができる。
【００６９】
なお、図４においては送信期間および受信期間のそれぞれが１つのスロットで構成される例を示したが、送信期間および受信期間のそれぞれが複数のスロットで構成されていても良いし、各スロットの長さが異なっていても良い。
【００７０】
以上説明した無線基地局装置１００によれば、ＤＰＤモニタを行う場合には、フィルタ部１０４（図１）を通らない第２の信号経路を選択して送信信号をフィードバックすることで、図８に示したように、歪み補正に必要な幅Ｃおよび幅Ｄに相当する帯域がカットされることなく誤差補正部４６を介して歪み補正部４３に与えられるので、歪み補正値が劣化することが防止される。一方で、受信の場合には、フィルタ部１０４を通る第１の信号経路を選択して受信信号をデジタル処理部４に与えるので、図８に示したように、スペクトラム波形ＷＶのうち、受信信号の帯域に相当する幅Ａの帯域のみがフィルタ部１０４を通過し、受信信号には不要な幅Ｃおよび幅Ｄに相当する帯域はカットされるので、隣接チャネルからの妨害波を抑制することが可能となる。このため、受信回路を構成するデバイス、例えば、図１に示す増幅器１０６やミキサ１０７に対して、レベルの高い妨害波でも歪まないように、リニアリティが高いレベルまで要求される高価なデバイスを使用する必要がなくなるので、装置コストを低減することができる。
【００７１】
ここで、歪み補正を行う場合、歪み補正を行わない場合およびフィルタ部１０４を通して幅Ｃおよび幅Ｄに相当する帯域をカットした送信信号に基づいて歪み補正を行う場合のそれぞれで得られるスペクトラム波形を図５に示す。
【００７２】
図５においては横軸に周波数（ＭＨｚ）を、縦軸に信号レベル（ｄＢｍ）を採り、歪み補正を行った場合のスペクトラム波形をＣ１とし、歪み補正を行わなかった場合のスペクトラム波形をＣ３とし、フィルタ部１０４を通した送信信号に基づいて歪み補正を行った場合のスペクトラム波形をＣ２として示している。
【００７３】
図５に示すように、歪み補正を行わなかった場合と、歪み補正を行った場合とを比較すると、歪み補正を行った場合にはスプリアス成分において１０ｄＢｍ程度小さくなることが判るが、歪み補正を行った場合でも、フィルタ部１０４を通した送信信号に基づいて歪み補正を行った場合には、スプリアス成分において数ｄＢｍ程度増加していることが判る。これは、フィルタ部１０４を通すことで、送信信号から歪み補正に必要な帯域がカットされたためであり、歪み補正値が数ｄＢｍ劣化したことを意味する。
【００７４】
本発明に係る無線基地局装置１００においては、歪み補正を行う場合には、フィルタ部１０４（図１）を通らない第２の信号経路を選択できるので、歪み補正値が劣化することが防止され、スプリアス成分の少ない送信信号を出力することができる。
【００７５】
図６は、スペクトラム波形Ｃ１〜Ｃ３の差異を際だたせるため、図５に示した波形をスムージングして表した図であり、スペクトラム波形Ｃ１とＣ２とで最大数ｄＢｍの差があることが判る。ＤＰＤのアルゴリズムの改良やＩＣ（集積回路）の性能を上げることで歪み補正値を数ｄＢｍ下げるには多大な労力を要するが、本発明によれば、それを比較的容易に達成することができる。
【００７６】
＜変形例＞
図１を用いて説明した無線基地局装置１００は、送信信号を直交変調部４７で変調した後にＤ／Ａ変換器２でデジタル方式からアナログ方式に変換し、また、受信信号をＡ／Ｄ変換器３でアナログ方式からデジタル方式に変換した後に直交検波部４８で検波する構成を採用していたが、図７に示す無線基地局装置１００Ａの構成を採用しても良い。
【００７７】
図７に示す無線基地局装置１００Ａにおいては、デジタル処理部４から出力される送信信号をＤ／Ａ変換器２においてデジタル方式からアナログ方式に変換した後、直交変調部５において変調を行い、変調後の送信信号を増幅器１０２に入力する構成となっている。また、増幅器１０６の出力は、直交検波部６で検波された後、Ａ／Ｄ変換器３でアナログ方式からデジタル方式に変換してデジタル処理部４に与える構成となっている。その他、図１に示した無線基地局装置１００と同一の構成については同一の符号を付し、重複する説明は省略する。なお、無線基地局装置１００Ａにおいては増幅器１０２の前段および増幅器１０６の後段にはミキサを設けていないが基本的な動作においては、無線基地局装置１００と変わるところはない。
【００７８】
このような構成の無線基地局装置１００Ａにおいては、受信回路を構成するデバイス、例えば、図７に示す増幅器１０６や直交検波部６に対して、レベルの高い妨害波でも歪まないように、リニアリティが高いレベルまで要求される高価なデバイスを使用する必要がなくなるので、装置コストを低減することができる。
【符号の説明】
【００７９】
４９，１０３，１０５，１１４，１１６ 選択スイッチ
１０４ フィルタ部
【技術分野】
【０００１】
本発明は無線基地局装置に関し、特に、ＴＤＤ（Time Division Duplexing）方式での通信を行う無線基地局装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線基地局装置においては、例えば特許文献１に開示されるように、電力増幅部で増幅された送信信号の歪みを補正するために、ＤＰＤ（Digital Pre-Distortion）と呼称されるデジタル処理での歪み補正処理が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１５１１１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した特許文献１では無線送信機の構成を例示しているが、昨今では、無線基地局装置において、ＤＰＤ用のフィードバック回路と受信回路とで共通の回路（共用回路）を使用する構成が提案されている。
【０００５】
ここで、図８を用いてＤＰＤ用のフィードバック回路と受信回路とで、それぞれ必要な通過帯域について、説明する。
【０００６】
図８はＴＤＤ方式での送信信号のスペクトラム波形を概念的に示す図であり、横軸に周波数を、縦軸に信号レベルを示している。図８において、スペクトラム波形ＷＶは、中央部において突出し、その頂上部が平坦となった山状の形状を示し、山裾の部分は緩やかに傾斜している。このようなスペクトラム波形ＷＶにおいて、中央部の突出部分の幅Ａが受信信号の帯域に相当し、山裾の部分を含めたスペクトラム波形ＷＶの全体の幅Ｂが歪み補正に必要な帯域に相当する。従って、山裾の部分に相当する幅Ｃおよび幅Ｄに相当する帯域は、受信信号には不要であるが、歪み補正には必要な帯域である。
【０００７】
このように、ＤＰＤ用のフィードバック回路と受信回路とでは要求される帯域幅が大きく異なるが、これまでは、ＤＰＤで使用する帯域に合わせて、信号レベルが高い妨害波でも歪まないように増幅器などに高スペックのデバイスを使用する必要があり、製品コストが高くなるという問題があった。
【０００８】
本発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、ＤＰＤ用のフィードバック回路と受信回路とで共用回路を有する無線基地局装置において、高スペックのデバイスを使用する必要がなく、製品コストを低減した無線基地局装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明に係る無線基地局装置は、通信端末に送信する送信信号を増幅する増幅部と、前記増幅部から出力される増幅後の送信信号を受け、歪み補正を行う歪み補正部と、前記通信端末からの受信信号を取得する受信データ取得部と、送信をする場合に、前記歪み補正を行う場合には前記増幅後の送信信号を前記歪み補正部に与え、受信をする場合には前記受信信号を前記受信データ取得部に与えるように信号経路を切り替える切り替え回路と、を備え、前記切り替え回路は、所定帯域のみを通すフィルタ部が介挿された第１の信号経路と、前記フィルタ部を有さない第２の信号経路と、送信をする場合に前記歪み補正を行う場合には、前記増幅後の送信信号が前記第２の信号経路を通り、受信をする場合には前記受信信号が前記第１の信号経路を通るように経路選択を行う経路選択手段と、を有している。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る無線基地局装置によれば、製品コストを低減した無線基地局装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る実施の形態の無線基地局装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る実施の形態の無線基地局装置における送信動作および受信動作を説明するフローチャートである。
【図３】本発明に係る実施の形態の無線基地局装置における、選択スイッチの切り替え制御を示す図である。
【図４】本発明に係る実施の形態の無線基地局装置における、送信動作および受信動作の一例を説明するタイムチャートである。
【図５】歪み補正を行う場合、歪み補正を行わない場合のスペクトラム波形を示す図である。
【図６】歪み補正を行う場合、歪み補正を行わない場合のスムージングされたスペクトラム波形を示す図である。
【図７】本発明に係る実施の形態の無線基地局装置の変形例の構成を示すブロック図である。
【図８】ＤＰＤ用のフィードバック回路と受信回路とで、それぞれ必要な通過帯域を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜実施の形態＞
＜装置構成＞
図１は、本発明に係る実施の形態の無線基地局装置１００の構成を示すブロック図である。本実施の形態に係る通信装置１００は、例えば、ＴＤＤ方式で通信相手装置と双方向に無線通信を行い、無線通信部１、Ｄ／Ａ変換器２、Ａ／Ｄ変換器３およびデジタル処理部４を備えている。
【００１３】
無線通信部１は、アンテナ１０で受信された搬送帯域の受信信号を基底帯域の受信信号に変換し、当該基底帯域の受信信号を出力する。また、無線通信部１は、Ｄ／Ａ変換器２から出力される基底帯域の送信信号を搬送帯域の送信信号に変換し、当該搬送帯域の送信信号をアンテナ１０から無線送信する。
【００１４】
Ｄ／Ａ変換器２は、デジタル処理部４から出力される送信信号をデジタル方式からアナログ方式に変換して出力する。Ａ／Ｄ変換器３は、無線通信部１から出力される受信信号をアナログ方式からデジタル方式に変換して出力する。
【００１５】
デジタル処理部４は、送信用のビットデータを含む、デジタル形式の送信信号を生成し、当該送信信号をＤ／Ａ変換器２に入力する。また、デジタル処理部４は、Ａ／Ｄ変換器３から出力される受信信号に含まれるビットデータを取得する。
【００１６】
無線基地局装置１００の構成をより詳細に説明すると、無線通信部１は、アンテナ１０、Ｄ／Ａ変換器２の出力を受けるミキサ１０１、ミキサ１０１の出力を受ける増幅器１０２、増幅器１０２の出力を受けるミキサ１１１、ミキサ１１１の出力を受ける増幅器１１２、増幅器１１２の出力を受ける分岐カプラ１１３および分岐カプラ１１３の出力を受ける選択スイッチ１１４を備えている。さらに、無線通信部１は、選択スイッチ１１４の出力を受ける増幅器１１５、増幅器１１５の出力を受ける選択スイッチ１１６、選択スイッチ１１６の出力を受けるミキサ１１７、ミキサ１１７の出力を受ける選択スイッチ１０３、選択スイッチ１０３の一方の出力を受けるフィルタ部１０４、選択スイッチ１０３の他方の出力を一方の入力に受け、フィルタ部１０４の出力を他方の入力に受ける選択スイッチ１０５、選択スイッチ１０５の出力を受ける増幅器１０６および増幅器１０６の出力を受けるミキサ１０７を備えている。また、無線通信部１は、ミキサ１０１および１０７に乗算するための出力信号を供給する局部発振器１０８と、ミキサ１１１および１１７に乗算するための出力信号を供給する局部発振器１１８とを備えている。
【００１７】
ミキサ１０１は、Ｄ／Ａ変換器２から出力される送信信号と、局部発振器１０８の出力信号とを乗算する。増幅器１０２は、ミキサ１０１から出力される送信信号を増幅して出力する。なお、本例では送信周波数を徐々に高めるため、増幅器１０２の後段にミキサ１１１を設け、増幅器１０２から出力される増幅された送信信号と、局部発振器１１８の出力信号とを乗算する。これにより、送信信号はアップコンバートされて、搬送帯域の送信信号が得られる。
【００１８】
ミキサ１１１から出力される搬送帯域の送信信号は、増幅器１１２によって増幅され、増幅部１２で増幅された送信信号は分岐カプラ１１３によって２つに分岐して、一方の送信信号は選択スイッチ１１４に与えられ、他方の送信信号は選択スイッチ１１６に与えられる。
【００１９】
選択スイッチ１１４は、分岐カプラ１１３から出力される送信信号をアンテナ１０から送信するのか、アンテナ１０で受信された受信信号を増幅器１１５に入力するのかを選択するスイッチであり、分岐カプラ１１３から出力される送信信号は端子Ａに入力され、アンテナ１０で受信された受信信号は端子Ｂを介して出力される。従って、選択スイッチ１１４は、分岐カプラ１１３から出力される送信信号をアンテナ１０から送信する場合には端子Ａを選択するように切り替えられ、アンテナ１０で受信された受信信号を出力する場合には、端子Ｂを選択するように切り替えられる。なお、選択スイッチ１１４の切り替え動作は、デジタル処理部４によって制御される。
【００２０】
増幅器１１５は、入力される受信信号を増幅して出力する。選択スイッチ１１６は、分岐カプラ１１３から出力される送信信号を出力するのか、増幅器１１５から出力される受信信号を出力するのかを選択するスイッチであり、分岐カプラ１１３から出力される送信信号は端子Ａに入力され、選択スイッチ１１４から出力される受信信号は端子Ｂに入力される。従って、選択スイッチ１１６は、分岐カプラ１１３から出力される送信信号を出力する場合には端子Ａを選択するように切り替えられ、増幅器１１５から出力される受信信号を出力する場合には端子Ｂを選択するように切り替えられる。なお、選択スイッチ１１６での切り替え動作は、デジタル処理部４によって制御される。
【００２１】
ミキサ１１７は、選択スイッチ１１６の出力信号と、局部発振器１１８の出力信号とを乗算する。なお、本例では受信周波数を徐々に下げるため、Ａ／Ｄ変換器３の直前にミキサ１０７を設け、増幅器１０６から出力される増幅された送信信号と、局部発振器１０８の出力信号とを乗算する。これにより、受信信号がダウンコンバートされてミキサ１０７から出力される。
【００２２】
ミキサ１１７の出力は選択スイッチ１０３に与えられ、選択スイッチ１０３によって、信号配線ＳＣを介してそのまま後段の選択スイッチ１０５に与えられるのか、フィルタ部１０４を介してフィルタリングされて選択スイッチ１０５に与えられるのかが選択される。すなわち、選択スイッチ１０３のＡ端子は、選択スイッチ１０５のＡ端子に接続され、選択スイッチ１０３のＢ端子はフィルタ部１０４の入力に接続されている。従って、選択スイッチ１０３は、ミキサ１１７の出力を選択スイッチ１０５に与える場合には端子Ａを選択するように切り替えられ、ミキサ１１７の出力をフィルタ部１０４に与える場合には端子Ｂを選択するように切り替えられる。なお、選択スイッチ１０３での切り替え動作は、デジタル処理部４によって制御される。
【００２３】
フィルタ部１０４は、いわゆるバンドパスフィルタによって構成され、図１に示したスペクトラム波形ＷＶのうち、中央部の幅Ａの突出部分に相当する受信信号の帯域のみが通過するように構成されている。
【００２４】
選択スイッチ１０５では、選択スイッチ１０３の出力をそのまま増幅器１０６に与えるのか、フィルタ部１０４を通してフィルタリングされた出力を増幅器１０６に与えるのかが選択される。すなわち、選択スイッチ１０５のＡ端子は、選択スイッチ１０３のＡ端子に信号配線ＳＣを介して接続され、選択スイッチ１０５のＢ端子は、フィルタ部１０４の出力に接続されている。従って、選択スイッチ１０５は、選択スイッチ１０３の出力をそのまま増幅器１０６に与える場合には端子Ａを選択するように切り替えられ、フィルタ部１０４を通してフィルタリングされた出力を増幅器１０６に与える場合には、端子Ｂを選択するように切り替えられる。なお、選択スイッチ１０５での切り替え動作は、デジタル処理部４によって制御される。
【００２５】
ここで、ミキサ１１７の出力をフィルタ部１０４を介して選択スイッチ１０５に与える信号経路を第１の信号経路と呼称し、ミキサ１１７の出力を信号配線ＳＣを介してそのまま選択スイッチ１０５に与える信号経路を第２の信号経路と呼称する。
【００２６】
また、選択スイッチ１０３、信号配線ＳＣ、フィルタ部１０４および選択スイッチ１０５は、信号経路を切り替えることでＤＰＤ用のフィードバック回路および受信回路に与える信号を切り替える回路であるので、切り替え回路と呼称し、選択スイッチ１０３および１０５は、第１の信号経路と第２の信号経路との経路選択を行うので経路選択手段と呼称する。
【００２７】
Ａ／Ｄ変換器３は、ミキサ１０７の出力信号をアナログ形式からデジタル形式に変換する。選択スイッチ１１６がアンテナ１０で受信された受信信号を出力する場合、すなわち受信回路として選択スイッチ１１６から選択スイッチ１０５までの回路を使用する場合には、Ａ／Ｄ変換器３には、当該受信信号がダウンコンバートされて入力される。一方で、選択スイッチ１１６が、分岐カプラ１３からの送信信号を出力する場合、すなわちＤＰＤ用のフィードバック回路として選択スイッチ１１６から選択スイッチ１０５までの回路を使用する場合には、Ａ／Ｄ変換器３には、送信系回路から受信系回路にフィードバックされる増幅器１１２の出力信号がダウンコンバートされて入力される。
【００２８】
デジタル処理部４は、ＣＰＵやメモリなどで構成されており、機能ブロックとして、送信信号生成部４０、受信データ取得部４１、遅延部４２，４５、歪み補正部４３、振幅算出部４４、誤差補正部４６、直交変調部４７、直交検波部４８および選択スイッチ４９を備えている。
【００２９】
送信信号生成部４０は、送信用のビットデータを含む、デジタル形式の送信信号ＳＳを生成して出力する。送信信号生成部４０で生成される送信信号ＳＳは、複素信号であって、Ｉ（Inphase）成分及びＱ（Quadrature）成分から成る。
【００３０】
振幅算出部４４は、送信信号生成部４０から出力される送信信号ＳＳの振幅を算出する。具体的には、振幅算出部４４は、送信信号ＳＳのＩ成分を２乗した値と、当該送信信号ＳＳのＱ成分を２乗した値とを足し合わせて、それによって得られた値の１／２乗を当該送信信号ＳＳの振幅とする。そして、振幅算出部４４は、求めた振幅を歪み補正部４３に出力する。
【００３１】
遅延部４２は、送信信号生成部４０が出力する送信信号ＳＳを遅延して出力する。歪み補正部４３は、増幅器１１２で増幅された送信信号の歪みを補正するための歪み補正値が登録された歪み補正値テーブル４３０を記憶している。歪み補正部４３は、この歪み補正値テーブル４３０に基づいて、遅延部４２から出力される送信信号ＳＳの振幅および位相を調整することによって当該送信信号ＳＳを補正する。直交変調部４７は、歪み補正部４３で補正された送信信号ＳＳに対して直交変調を行って、当該送信信号ＳＳを実信号に変換して出力する。
【００３２】
歪み補正値テーブル４３０はルックアップテーブル（ＬＵＴ）となっており、送信信号ＳＳの振幅と歪み補正値とが一対一で対応付けられている。なお、歪み補正値は複素数で表さる。
【００３３】
歪み補正部４３は、振幅算出部４４から送信信号ＳＳの振幅を受け取ると、歪み補正値テーブル４３０を参照して、当該振幅に対応する歪み補正値を取得する。そして、歪み補正部４３は、取得した歪み補正値と、遅延部４２から入力される送信信号ＳＳとを複素乗算することによって、当該送信信号ＳＳの振幅および位相を補正する。
【００３４】
遅延部４２での送信信号ＳＳに対する遅延量は、振幅算出部４４に当該送信信号ＳＳが入力されてから、歪み補正部４３が当該送信信号ＳＳの振幅に対応する歪み補正値を歪み補正値テーブル４３０から取得するまでの時間と一致するように設定されている。
【００３５】
従って、歪み補正部４３では、入力される送信信号ＳＳの振幅および位相が、当該振幅に対応付けられた歪み補正値に基づいて調整される。これにより、増幅器１１２が出力する送信信号の歪が補正される。
【００３６】
直交検波部４８は、Ａ／Ｄ変換器３からの出力信号に対して直交検波を行って、当該出力信号を実信号から複素信号に変換して出力する。選択スイッチ１１６が分岐カプラ１１３からの出力信号を出力する際には、直交検波部４８では、デジタル処理部４にフィードバックされてきた送信信号ＳＳが取得され、当該送信信号ＳＳが直交検波部４８から出力される。一方で、選択スイッチ１１６が増幅器１５からの受信信号を出力する際には、直交検波部４８では、当該受信信号が複素信号に変換され、複素信号の受信信号が直交検波部４８から出力される。なお、直交検波部４８の出力は選択スイッチ４９に与えられ、選択スイッチ４９によって、誤差補正部４６に与えられるか、受信データ取得部４１に与えられるかが制御される。すなわち、選択スイッチ４９のＡ端子は、誤差補正部４６に接続され、選択スイッチ４９のＢ端子は、受信データ取得部４１に接続されている。従って、選択スイッチ４９は、直交検波部４８の出力を誤差補正部４６に与える場合には端子Ａを選択するように切り替えられ、受信データ取得部４１に与える場合には端子Ｂを選択するように切り替えられる。なお、選択スイッチ４９での切り替え動作は、デジタル処理部４によって制御される。
【００３７】
受信データ取得部４１は、直交検波部４８から出力される受信信号に対して復調処理等を行って、当該受信信号に含まれるビットデータを取得する。
【００３８】
遅延部４５は、送信信号生成部４０から出力される送信信号ＳＳを遅延して出力する。誤差補正部４６は、遅延部４５からの送信信号ＳＳに対する、直交検波部４８からのフィードバック送信信号の誤差を補正する。
【００３９】
なお、本発明においては歪み補正部４３の構成に限定はなく、図１に示す歪み補正部４３の構成は一例に過ぎず、ＤＰＤを実現できるのであればどのような歪み補正回路を採用しても良い。
【００４０】
＜動作＞
次に、図１を参照しつつ、図２に示すフローチャートを用いて、無線基地局装置１００における送信動作および受信動作について説明する。
【００４１】
＜送信動作＞
ＴＤＤ方式においては、受信期間と送信期間とが交互に繰り返されるので、無線基地局装置１００が動作を開始すると、まず、ステップＳ１において受信期間であるか送信期間であるかの判断がなされる。そして、ステップＳ１において受信期間ではない、すなわち送信期間であると判定された場合は、送信処理を開始する（ステップＳ２）。
【００４２】
送信処理では、先に説明したように、まず、送信信号生成部４０において送信用のビットデータを含む、デジタル形式の送信信号ＳＳを生成することから始まるが、送信処理については発明との関係が薄いのでこれ以上の説明は省略する。
【００４３】
送信処理を開始した後、ステップＳ５へのスキップ（このスキップ動作の意味について後に説明する）が設定されているかを確認し（ステップＳ３）、スキップが設定されている場合にはステップＳ５に進むが、そうでない場合には、ＬＵＴである歪み補正値テーブル４３０の歪み補正値に変化が起きると想定される所定の条件を満たすか否かの判定を行う（ステップＳ４）。なお、このような判定は、ＣＰＵなどで構成されるデジタル処理部４の図示されない制御部によってなされる。
【００４４】
ここで、所定の条件とは、例えば、１日の時間帯で言えば、朝と夜など気温の違いにより、増幅器の動作特性が変わるような条件を指し、予め定めた時刻に達した場合には、ステップＳ４の所定の条件を満たすものと判定する。また、これ以外に、無線基地局装置１００内において温度をモニタし、装置内の温度が予め定めた温度を超えるような場合には、ステップＳ４の所定の条件を満たすものと判定するようにしても良く、その他の条件で判定しても良い。要するに、ＤＰＤによる歪み補正を行うか否かの判定条件となり得る条件であれば特に限定はない。
【００４５】
ステップＳ４において、所定の条件を満たすと判定された場合はステップＳ５に進み、そうでない場合は送信処理を続行する。
【００４６】
ステップＳ５では、Ｄ／Ａ変換器２から、ミキサ１０１、増幅器１０２、ミキサ１１１、増幅器１１２および分岐カプラ１１３を介して選択スイッチ１１６に与えられた送信信号を、ミキサ１１７を介して選択スイッチ１０３に与え、選択スイッチ１０３によって、そのまま後段の選択スイッチ１０５に与えるようにスイッチ操作がなされる。なお、ステップＳ５は、第２の信号経路を選択するステップと呼称できる。
【００４７】
なお、この第２の信号経路を通るのは、図８に示すスペクトラム波形ＷＶのうち、幅Ｂに相当する帯域の信号であり、歪み補正に必要な幅Ｃおよび幅Ｄに相当する帯域を含んでいる。
【００４８】
選択スイッチ１０５に与えられたミキサ１１７の出力は、選択スイッチ１０５を介して増幅器１０６に与えられ、増幅器１０６から出力される増幅された送信信号は、ミキサ１０７において、局部発振器１０８の出力信号と乗算されてＡ／Ｄ変換器３に与えられる。
【００４９】
Ａ／Ｄ変換器３からの出力信号は直交検波部４８に与えられ、直交検波が実行された後、選択スイッチ４９を介して誤差補正部４６に与えられ、送信信号の誤差が補正される。
【００５０】
また、歪み補正部４３は、誤差補正部４６で補正された送信信号と、遅延部４５からの送信信号ＳＳとに基づいて、増幅器１１２で増幅された送信信号の歪みを推定する。つまり、歪み補正部４３は、増幅器１１２で増幅される前の送信信号と、増幅器１１２で増幅された後の送信信号とに基づいて、増幅器１１２で増幅された後の送信信号の歪みを推定する。そして、歪み補正部４３は、その推定結果に基づいて、上述の歪み補正値テーブル４３０（ＬＵＴ）を更新する（ステップＳ６）。その後、歪み補正部４３は、更新した歪み補正値テーブル４３０を用いて、遅延部４２からの送信信号ＳＳを補正する。
【００５１】
歪み補正値テーブル４３０が更新され、更新した歪み補正値テーブル４３０を用いての送信信号ＳＳの補正が行われ、当該、補正後の送信信号ＳＳの送信が終了した後は（ステップＳ７）、ステップＳ８において、歪み補正値テーブル４３０を構成する歪み補正値の変化が収束したか否かを判定する。
【００５２】
すなわち、送信信号ＳＳを歪み補正部４３にフィードバックすることによってＤＰＤによる歪み補正を行うことで、送信信号ＳＳの歪みが補正されても、さらに増幅器１１２等の特性が変化するような場合には、再び歪み補正値テーブル４３０を構成する歪み補正値を変更する必要生じる。このような場合は、歪み補正値の変化が収束していないと判定され、次の送信スロットでもＤＰＤのための送信信号ＳＳのフィードバックを実行するものとし、次の送信スロットでは、ステップＳ３からステップＳ５へのスキップを行うように設定する（ステップＳ９）。
【００５３】
このようなスキップ動作は、ステップＳ４における所定の条件を満たすか否かに関わらずＤＰＤモニタを行うために設ける動作であり、ステップＳ４の判定動作を省略することで、処理時間を短縮するという効果もある。
【００５４】
ステップＳ９の後、次の送信スロットを送るタイミングを待ち（ステップＳ１０）、次の送信スロットを送るタイミングになった場合には、ステップＳ３以下の動作を繰り返す。
【００５５】
一方、ステップＳ８において、歪み補正値の変化が収束したと判定された場合は、次の送信スロットおよび受信スロットに対してステップＳ１以下の動作を繰り返す。
【００５６】
＜受信動作＞
ステップＳ１において受信期間であると判定された場合は、アンテナ１０で受信された受信信号が増幅器１１５に入力され、増幅器１１５から出力される受信信号がミキサ１１７に与えられるように選択スイッチ１１４および１１６を切り替えるとともに、ミキサ１１７の出力が、選択スイッチ１０３、フィルタ部１０４および選択スイッチ１０５を介して増幅器１０６に与えられるように選択スイッチ１０３および１０５を切り替えるようにスイッチ操作がなされる（ステップＳ１１）。ここで、ステップＳ１１は、第１の信号経路を選択するステップと呼称できる。
【００５７】
受信信号をフィルタ部１０４に通すことで、図８に示すスペクトラム波形ＷＶのうち、受信信号の帯域に相当する幅Ａの帯域のみがフィルタ部１０４を通過し、受信信号には不要な幅Ｃおよび幅Ｄに相当する帯域はカットされることとなる。
【００５８】
ステップＳ１１のスイッチ操作により受信信号が、フィルタ部１０４、選択スイッチ１０５、増幅器１０６およびミキサ１０７を介してＡ／Ｄ変換器３に与えられ、Ａ／Ｄ変換器３においてデジタル信号に変換されて直交検波部４８に与えられることで、受信信号が複素信号に変換され、複素信号の受信信号が直交検波部４８から出力される。この場合、直交検波部４８の出力は選択スイッチ４９によって受信データ取得部４１に与えられ、受信データ取得部４１において、直交検波部４８から出力される受信信号に対して復調処理等の受信処理が開始される（ステップＳ１２）。
【００５９】
そして、ステップＳ１３において受信処理が終了したと判定された場合には、次の送信スロットおよび受信スロットに対してステップＳ１以下の動作を繰り返す。
【００６０】
以上説明した無線基地局装置１００の送信動作および受信動作において、選択スイッチの切り替え制御を図３にまとめて示す。
【００６１】
図３においては、送信のうち、ＤＰＤのための送信信号のフィードバック（ＤＰＤモニタと呼称）を行う場合を送信１とし、ＤＰＤモニタを行わない場合を送信２とし、受信の場合と合わせて示している。また、便宜的に選択スイッチ１１４、１１６、４９、１０３および１０５を、それぞれＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４およびＳＷ５として示している。
【００６２】
図３に示すように、ＤＰＤモニタを行う送信１においては、ＳＷ１〜ＳＷ５を全て端子Ａに切り替えるように制御する。一方、ＤＰＤモニタを行わない送信２、すなわち通常時の送信においては、ＳＷ１のみ端子Ａに切り替え、ＳＷ２〜ＳＷ５については、端子Ａ、端子Ｂのどちらに切り替えても良いとする状態にある。これを、Don't Care（ＤＣ）と表す。すなわち、ＤＰＤモニタを行わない場合、分岐カプラ１１３から出力される送信信号は、選択スイッチ１１４（ＳＷ１）を介してアンテナ１０に与えられれば良く、例え、分岐カプラ１１３から出力される送信信号が選択スイッチ１１６（ＳＷ２）を介してミキサ１１７以降の各構成に与えられたとしても、それらはＤＰＤモニタを行わない場合には動作を停止しているので、何の問題も生じないからである。
【００６３】
また、受信の場合には、ＤＰＤモニタは行わず、アンテナ１０で受信された受信信号を増幅器１１５に入力するように選択スイッチ１１４を切り替え、増幅器１１５で増幅された受信信号をミキサ１１７に与えるように選択スイッチ１１６を切り替え、ミキサ１１７の出力が第１の信号経路を通るようにＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ４およびＳＷ５を端子Ｂに切り替えるように制御する。また、デジタル処理部４においては、直交検波部４８の出力が受信データ取得部４１に与えられるように、選択スイッチ４９（ＳＷ３）を端子Ｂに切り替えるように制御する。
【００６４】
次に、図４に示すタイムチャートを用いて、送信動作および受信動作の一例を説明する。なお、図４においては説明を簡単にするために、送信期間および受信期間のそれぞれが１つのスロットで構成されているものとし、各スロットに上述した送信１、送信２および受信の用語を割り振っている。
【００６５】
図４において、受信期間（上り）においては受信のスロットを１スロット置きに受けるだけであるが、送信期間（下り）においては、通常時はＤＰＤモニタを行わない送信２のスロットが出力されるが、図２を用いて説明したように、ＬＵＴである歪み補正値テーブル４３０（図１）の歪み補正値に変化が起きると想定される所定の条件を満たす場合には（ステップＳ５）、ＤＰＤモニタを行う送信１となる。
【００６６】
この送信１は、先に説明したように１つのスロットだけでは歪み補正値の変化が収束しない場合には、次の送信スロットにおいてもＤＰＤモニタを行うこととなり（ステップＳ９）、図４においては、その一例として送信１のスロットが３回続く場合を示している。
【００６７】
そして、歪み補正値の変化が収束した場合には（ステップＳ８）、次の送信スロットは送信２となる。
【００６８】
このように、ＤＰＤモニタを行う場合には、１つの送信スロットを送信１のスロットとし、歪み補正値の変化が収束するまで送信１のスロットを出力し続けることで、適切な歪み補正値を得ることができる。
【００６９】
なお、図４においては送信期間および受信期間のそれぞれが１つのスロットで構成される例を示したが、送信期間および受信期間のそれぞれが複数のスロットで構成されていても良いし、各スロットの長さが異なっていても良い。
【００７０】
以上説明した無線基地局装置１００によれば、ＤＰＤモニタを行う場合には、フィルタ部１０４（図１）を通らない第２の信号経路を選択して送信信号をフィードバックすることで、図８に示したように、歪み補正に必要な幅Ｃおよび幅Ｄに相当する帯域がカットされることなく誤差補正部４６を介して歪み補正部４３に与えられるので、歪み補正値が劣化することが防止される。一方で、受信の場合には、フィルタ部１０４を通る第１の信号経路を選択して受信信号をデジタル処理部４に与えるので、図８に示したように、スペクトラム波形ＷＶのうち、受信信号の帯域に相当する幅Ａの帯域のみがフィルタ部１０４を通過し、受信信号には不要な幅Ｃおよび幅Ｄに相当する帯域はカットされるので、隣接チャネルからの妨害波を抑制することが可能となる。このため、受信回路を構成するデバイス、例えば、図１に示す増幅器１０６やミキサ１０７に対して、レベルの高い妨害波でも歪まないように、リニアリティが高いレベルまで要求される高価なデバイスを使用する必要がなくなるので、装置コストを低減することができる。
【００７１】
ここで、歪み補正を行う場合、歪み補正を行わない場合およびフィルタ部１０４を通して幅Ｃおよび幅Ｄに相当する帯域をカットした送信信号に基づいて歪み補正を行う場合のそれぞれで得られるスペクトラム波形を図５に示す。
【００７２】
図５においては横軸に周波数（ＭＨｚ）を、縦軸に信号レベル（ｄＢｍ）を採り、歪み補正を行った場合のスペクトラム波形をＣ１とし、歪み補正を行わなかった場合のスペクトラム波形をＣ３とし、フィルタ部１０４を通した送信信号に基づいて歪み補正を行った場合のスペクトラム波形をＣ２として示している。
【００７３】
図５に示すように、歪み補正を行わなかった場合と、歪み補正を行った場合とを比較すると、歪み補正を行った場合にはスプリアス成分において１０ｄＢｍ程度小さくなることが判るが、歪み補正を行った場合でも、フィルタ部１０４を通した送信信号に基づいて歪み補正を行った場合には、スプリアス成分において数ｄＢｍ程度増加していることが判る。これは、フィルタ部１０４を通すことで、送信信号から歪み補正に必要な帯域がカットされたためであり、歪み補正値が数ｄＢｍ劣化したことを意味する。
【００７４】
本発明に係る無線基地局装置１００においては、歪み補正を行う場合には、フィルタ部１０４（図１）を通らない第２の信号経路を選択できるので、歪み補正値が劣化することが防止され、スプリアス成分の少ない送信信号を出力することができる。
【００７５】
図６は、スペクトラム波形Ｃ１〜Ｃ３の差異を際だたせるため、図５に示した波形をスムージングして表した図であり、スペクトラム波形Ｃ１とＣ２とで最大数ｄＢｍの差があることが判る。ＤＰＤのアルゴリズムの改良やＩＣ（集積回路）の性能を上げることで歪み補正値を数ｄＢｍ下げるには多大な労力を要するが、本発明によれば、それを比較的容易に達成することができる。
【００７６】
＜変形例＞
図１を用いて説明した無線基地局装置１００は、送信信号を直交変調部４７で変調した後にＤ／Ａ変換器２でデジタル方式からアナログ方式に変換し、また、受信信号をＡ／Ｄ変換器３でアナログ方式からデジタル方式に変換した後に直交検波部４８で検波する構成を採用していたが、図７に示す無線基地局装置１００Ａの構成を採用しても良い。
【００７７】
図７に示す無線基地局装置１００Ａにおいては、デジタル処理部４から出力される送信信号をＤ／Ａ変換器２においてデジタル方式からアナログ方式に変換した後、直交変調部５において変調を行い、変調後の送信信号を増幅器１０２に入力する構成となっている。また、増幅器１０６の出力は、直交検波部６で検波された後、Ａ／Ｄ変換器３でアナログ方式からデジタル方式に変換してデジタル処理部４に与える構成となっている。その他、図１に示した無線基地局装置１００と同一の構成については同一の符号を付し、重複する説明は省略する。なお、無線基地局装置１００Ａにおいては増幅器１０２の前段および増幅器１０６の後段にはミキサを設けていないが基本的な動作においては、無線基地局装置１００と変わるところはない。
【００７８】
このような構成の無線基地局装置１００Ａにおいては、受信回路を構成するデバイス、例えば、図７に示す増幅器１０６や直交検波部６に対して、レベルの高い妨害波でも歪まないように、リニアリティが高いレベルまで要求される高価なデバイスを使用する必要がなくなるので、装置コストを低減することができる。
【符号の説明】
【００７９】
４９，１０３，１０５，１１４，１１６ 選択スイッチ
１０４ フィルタ部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線により通信端末との通信を行う無線基地局装置であって、
前記通信端末に送信する送信信号を増幅する増幅部と、
前記増幅部から出力される増幅後の送信信号を受け、歪み補正を行う歪み補正部と、
前記通信端末からの受信信号を取得する受信データ取得部と、
送信をする場合に、前記歪み補正を行う場合には前記増幅後の送信信号を前記歪み補正部に与え、受信をする場合には前記受信信号を前記受信データ取得部に与えるように信号経路を切り替える切り替え回路と、を備え、
前記切り替え回路は、
所定帯域のみを通すフィルタ部が介挿された第１の信号経路と、
前記フィルタ部を有さない第２の信号経路と、
送信をする場合に前記歪み補正を行う場合には、前記増幅後の送信信号が前記第２の信号経路を通り、受信をする場合には前記受信信号が前記第１の信号経路を通るように経路選択を行う経路選択手段と、を有する、無線基地局装置。
【請求項２】
前記フィルタ部は、バンドパスフィルタであって、
前記所定帯域は、
前記受信信号の帯域に相当する帯域である、請求項１記載の無線基地局装置。
【請求項３】
前記経路選択手段は、
前記増幅後の送信信号および前記受信信号が入力信号として入力される入力部と、前記第１および第２の信号経路の入力側がそれぞれ接続される２つの出力部とを有し、前記入力信号を、前記２つの出力部に切り替えて出力する第１の選択スイッチと、
前記第１および第２の信号経路の出力側がそれぞれ接続される２つの入力部と、前記２つの入力部から入力された入力信号を１つの出力部に切り替えて出力する第２の選択スイッチとを有し、
送信をする場合に前記歪み補正を行う場合には、前記増幅後の送信信号が前記第２の信号経路を通るように前記第１および第２の選択スイッチを切り替え、
受信をする場合には前記受信信号が前記第１の信号経路を通るように前記第１および第２の選択スイッチを切り替える、請求項１記載の無線基地局装置。
【請求項４】
前記無線基地局装置は、前記通信端末との間でＴＤＤ（Time Division Duplexing）方式で通信を行い、
前記歪み補正の結果、歪み補正値の変化が収束しない場合には、次の送信スロットにおいても前記歪み補正を実行する、請求項１記載の無線基地局装置。
【請求項１】
無線により通信端末との通信を行う無線基地局装置であって、
前記通信端末に送信する送信信号を増幅する増幅部と、
前記増幅部から出力される増幅後の送信信号を受け、歪み補正を行う歪み補正部と、
前記通信端末からの受信信号を取得する受信データ取得部と、
送信をする場合に、前記歪み補正を行う場合には前記増幅後の送信信号を前記歪み補正部に与え、受信をする場合には前記受信信号を前記受信データ取得部に与えるように信号経路を切り替える切り替え回路と、を備え、
前記切り替え回路は、
所定帯域のみを通すフィルタ部が介挿された第１の信号経路と、
前記フィルタ部を有さない第２の信号経路と、
送信をする場合に前記歪み補正を行う場合には、前記増幅後の送信信号が前記第２の信号経路を通り、受信をする場合には前記受信信号が前記第１の信号経路を通るように経路選択を行う経路選択手段と、を有する、無線基地局装置。
【請求項２】
前記フィルタ部は、バンドパスフィルタであって、
前記所定帯域は、
前記受信信号の帯域に相当する帯域である、請求項１記載の無線基地局装置。
【請求項３】
前記経路選択手段は、
前記増幅後の送信信号および前記受信信号が入力信号として入力される入力部と、前記第１および第２の信号経路の入力側がそれぞれ接続される２つの出力部とを有し、前記入力信号を、前記２つの出力部に切り替えて出力する第１の選択スイッチと、
前記第１および第２の信号経路の出力側がそれぞれ接続される２つの入力部と、前記２つの入力部から入力された入力信号を１つの出力部に切り替えて出力する第２の選択スイッチとを有し、
送信をする場合に前記歪み補正を行う場合には、前記増幅後の送信信号が前記第２の信号経路を通るように前記第１および第２の選択スイッチを切り替え、
受信をする場合には前記受信信号が前記第１の信号経路を通るように前記第１および第２の選択スイッチを切り替える、請求項１記載の無線基地局装置。
【請求項４】
前記無線基地局装置は、前記通信端末との間でＴＤＤ（Time Division Duplexing）方式で通信を行い、
前記歪み補正の結果、歪み補正値の変化が収束しない場合には、次の送信スロットにおいても前記歪み補正を実行する、請求項１記載の無線基地局装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図７】
【図８】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図７】
【図８】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−３９５６０（Ｐ２０１２−３９５６０Ａ）
【公開日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１８０３６７（Ｐ２０１０−１８０３６７）
【出願日】平成２２年８月１１日（２０１０．８．１１）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月１１日（２０１０．８．１１）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
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