JPH09200166A - 無線機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の周波数キャリアを共通増幅する無線機
で、出力周波数キャリア数に係わらず、各周波数キャリ
ア出力電力を安定かつ、一定に保つことを目的とする。 【解決手段】 共通増幅された出力を周波数キャリア毎
に復調を行い、現在出力されている１つの周波数キャリ
ア復調信号を帰還信号として用いて、出力が一定となる
ようにフィードバック制御を行う無線機。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、無線機例えば、ＭＣＡ
システムや、ＰＤＣシステム等のような複数のユーザ
（例えば移動局）が、共通に複数の周波数を共用するよ
うなシステムにおける基地局の無線機増幅器等の共通増
幅方式の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】このような、基地局と移動局間の通信シ
ステム全体構成の一例を、図３に示し、その代表的な例
としてＭＣＡシステムについて説明する。

【０００３】ＭＣＡシステムは、複数の周波数を複数の
ユーザが共有して利用するシステムで、全ての通信は基
地局を介して行われるシステムである。また、通信方式
はＦＤＭＡ、ＴＤＭＡ等がある。

【０００４】図３では、今、通信は、ｆ1とｆ5（ｆ
1’、ｆ5’）の周波数を用いて行われている。例えば、
移動局３０−２からの通信周波数ｆ1は、基地局：１０
０で中継再生され、基地局送信周波数ｆ1’として出力
され、移動局３０−１と移動局３０−２の通信が行われ
る。移動局３０−３と指令局１１１との間の通信も同様
に行われる。

【０００５】次にシステム構成を説明する。基地局１０
０は、移動局はもちろんのこと、指令局を含む全ての通
信を制御する制御部１０１と、各周波数毎の送信部１０
２−１〜１０２−ｎと、その出力を合成、増幅、リニア
ライザ処理を行う送信出力部１０３、送信波と受信波を
１つのアンテナで利用できるようにするための共用器１
０４、アンテナ１０５、受信信号を各受信部に分配する
分配器１０６、受信部１０７−１〜１０７−ｎより構成
される。

【０００６】このような通信システムにおいて、移動通
信の基地局送信には、無線機の帯域外歪減衰量（スプリ
アス放射強度、隣接チャネル漏洩電力）の厳しい規定を
満足させる共通増幅期の実現が難しいため、一般には無
線キャリア毎に独立した電力増幅器が用いられる。

【０００７】一方、共通増幅器を用いる場合、共通増幅
を行う無線キャリアを増やすほど、大電力増幅器が必要
である。しかしながら、経済性の面からは共通増幅器の
バックオフはできるだけ小さいことが望ましい。このた
め、小さなバックオフで共通増幅器を実現するために、
非線形歪を補償するリニアライザは必須技術である。

【０００８】また、特に近年のディジタル無線機におい
ては変調方式が、ＰＤＣ、ＰＨＳにおけるπ／４シフト
ＱＰＳＫ変調変調方式や、ディジタルＭＣＡシステムに
おけるＭ１６ＱＡＭ変調方式等の線形変調方式が主流で
あるため、非線形歪を補償するリニアライザは必須技術
である。

【０００９】以下図４を用いてフィードバック方式のリ
ニアライザを用いた共通増幅器の従来例を説明する。

【００１０】図４は、先に説明したような通信システム
の基地局における送信機の構成を示すもので、同図では
送信出力はアンテナより出力するように表している。

【００１１】同図はｎ個の周波数キャリアを共通増幅す
る場合の例である。

【００１２】各周波数キャリア毎の変調入力１〜ｎはそ
れぞれベースバンド変調信号発生部１-１〜１-ｎでベー
スバンド変調信号を生成する。ベースバンド変調信号は
共通増幅を行うため、第１のミキサ、ミキサ２-１〜２-
ｎと、第１の局部発振信号発生部３-１〜３-ｎによって
変調を行い、帯域制限フィルタ４-１〜４-ｎによって不
要成分を除去した後、ハイブリッド合成器等による合成
器５により各周波数キャリアを合成する。次段にはこの
合成された信号を入力とするフィードバックループＦが
７〜１６で構成されている。合成信号は、周波数キャリ
アの出力キャリア数に対応した電力制御信号を用いて、
可変減衰器６により、各周波数キャリア出力電力が規定
レベルとなるよう調整された後、加算器７に入力され、
リニアライザフィードバックループの帰還信号を減じた
後、第２のミキサ、ミキサ８に入力され、局部発振信号
発生部９の出力により最終的な出力周波数に変換され
る。次に帯域制限フィルタ１１で不要成分を除去した
後、前置増幅器１２、電力増幅器１３で増幅され、アン
テナ１４より出力される。出力信号の一部は方向性結合
器１５を介して固定減衰器１６に入力され、規定量減衰
された後、第３のミキサ、ミキサ１０によりダウンコン
バートされ、帰還信号として加算器７に入力される。

【００１３】しかし、共通増幅される周波数キャリアは
全てが出力されるとは限らず、使用されていない周波数
キャリアの出力は停止される。このため、共通増幅され
る周波数キャリアの数は時々刻々変化する。

【００１４】今、リニアライザ入力が１周波数キャリア
だけとして、そのリニアライザの入力振幅の実効値ＶＲ
ＭＳ（Ｖ）とすると、出力電力は、実効値ＶＲＭＳ
（Ｖ）に対応した電力Ｐ（Ｗ）が出力される。

【００１５】次にｎ個の周波数キャリア入力に変化した
場合、周波数が異なるためｎ個の周波数キャリア合成信
号振幅の実効値は、一般にｎ・ＶＲＭＳ（Ｖ）とはなら
ない。

【００１６】このため、出力電力も単純にｎ・Ｐ（Ｗ）
とはならず、ある係数Ｋｘ（ｘは出力キャリア数、Ｋｘ
は出力キャリア数によって変化する）が掛かったＫｘ・
ｎ・Ｐ（Ｗ）となる。

【００１７】このため各周波数キャリアの出力電力はＫ
ｘ・Ｐ（Ｗ）となり出力周波数キャリア数によって変化
してしまう。

【００１８】このように従来技術では、出力周波数キャ
リア数に応じた電力制御信号により係数Ｋｘキャンセル
するように可変減衰器６を変化させて、各々の周波数キ
ャリア出力電力が一定となるような制御を行う。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】このように、共通増幅
を行うために、各周波数キャリアを合成した信号に対し
てリニアライザフィードバック制御を行うと、合成信号
に対して制御がかかるため、出力周波数キャリア数によ
って各周波数キャリアの出力電力が変動する。このた
め、前述の従来技術では、出力周波数キャリア数に対応
して、リニアライザ入力の合成信号を増減することによ
り、各出力キャリアの出力電力を一定に保つようにして
いる。ところが、この制御はオープンループ制御のた
め、経年変化、温度変動に対して十分追従することがで
きないと言った欠点がある。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を解
決するため、共通増幅した信号の復調を行い、現在選択
されている周波数キャリアの内の任意の１キャリアの出
力電力レベルを一定に保つように帰還をかけることによ
り、共通増幅する周波数キャリアが、一つ又は、複数停
止しても出力されている各周波数キャリアの出力電力が
一定に保たれるようにしたものである。

【００２１】その結果、電力増幅器出力はクローズドル
ープで制御され、帰還に用いられた周波数キャリア出力
電力が一定に保たれる。一つの周波数キャリアの出力電
力が一定に保たれればリニアライザループにより、残り
の各周波数キャリアについても出力電力が一定に保たれ
る。

【００２２】

【発明の実施の形態】次に本発明の詳細な一実施例を図
１を用いて説明する。

【００２３】同図において、図４と同一符号は同一物を
示す。

【００２４】１７はハイブリッド分配器等により構成さ
れる分配器、１８−１から１８−ｎはミキサ、１９−１
から１９−ｎは帯域制限フィルタ、２０はベースバンド
復調信号セレクタ、２１はベースバンド変調信号セレク
タ、２２はベースバンド復調信号セレクタ２０のベース
バンドとベースバンド変調信号セレクタ２１からのベー
スバンドとを比較する比較器、２３は平均化処理回路、
２４は乗算器である。

【００２５】次にこの動作を説明する。 各周波数キャ
リア毎の変調入力１〜ｎはそれぞれベースバンド変調信
号発生部１−１〜１−ｎでベースバンド変調信号を生成
する。ベースバンド変調信号は共通増幅を行うため、ミ
キサ２−１〜２−ｎと、局部発振信号発生部３−１〜３
−ｎによって変調を行い、帯域制限フィルタ４−１〜４
−ｎによって不要成分を除去した後、ハイブリッドカッ
プラ等により構成する合成器５により各周波数キャリア
を合成する。図４と同じく、加算器７、ミキサ８、帯域
制限フィルタ１１、前置増幅器１２、電力増幅器１３、
方向性結合器１５、固定減衰器１６により第１のフィー
ドバックループすなわちリニアライザループが構成され
ている。

【００２６】合成器５により合成された信号は乗算器２
４により、後に説明するように周波数キャリア出力が一
定となるように調整された後、加算器７に入力され、リ
ニアライザフィードバックループの帰還信号を減じた
後、ミキサ８に入力され、局部発振信号発生部９の出力
により最終的な出力周波数に変換される。

【００２７】次に帯域制限フィルタ１１で不要成分を除
去した後、前置増幅器１２、電力増幅器１３で増幅さ
れ、アンテナ１４より出力される。出力信号の一部は方
向性結合器１５を介して固定減衰器１６に入力され、規
定量減衰された後、第３のミキサ、ミキサ１０によりダ
ウンコンバートされ、ハイブリッド分配器等による分配
器１７に入力される。この分配器１７の出力の一つはリ
ニアライザループの帰還信号として加算器７に入力され
る。他の１７の出力はそれぞれ局部発振信号発生器３−
１〜３−ｎのｆ１〜ｆ２によりミキサ１８−１〜１８−
ｎでダウンコンバートされた後、帯域制限フィルタ１９
−１〜１９−ｎにより不要成分を除去し、ベースバンド
復調信号となる。

【００２８】制御キャリア選択信号で、現在出力されて
いる周波数キャリアの内の任意の１つのベースバンド変
調信号（例えば変調信号発生部１−２の出力）をベース
バンド変調信号セレクタ２１で選択し、同じく、それに
対応する１つのベースバンド復調信号（フィルタ１９−
２の出力）をベースバンド復調信号セレクタ２０でそれ
ぞれ選択する。 このようにして選択されたベースバン
ド信号は比較器２２で、ベースバンド変調信号Ｖｉｎ
（ｔ）と、ベースバンド復調信号Ｖｂ（ｔ）とにより式
（１）のように比を求める。

【００２９】 Ａ（ｔ）＝Ｖｉｎ（ｔ）／Ｖｂ（ｔ） … （１） 次に平均化処理部２３で平均値を求め、Ａ（ｔ）の平均
化を行う。

【００３０】

【数１】

【００３１】ベースバンド変調信号に乗算器２４を用い
て求めた平均値Ａを掛け合わせる。これにより、第２の
フィードバックループが構成される。つまり、電力増幅
器出力はクローズドループで制御され、帰還に用いられ
た周波数キャリア出力電力が一定に保たれる。

【００３２】ここで、一つの周波数キャリアの出力電力
が一定に保たれればリニアライザループにより、残りの
各周波数キャリアについても出力電力が一定に保たれ
る。このようにして、電力出力が経年変化、温度変動に
対しても安定に保たれる。なお、乗算器２４は、制御入
力により入力信号を増減できる可変機構であれば、可変
減衰器、又はゲイン可変増幅器等であってもよい。

【００３３】図２は本発明の他の実施例を示すブロック
図である。

【００３４】同図において、図１と同一物には同一符号
を付す。２５は分配器、２６はミキサ、２７は帯域制限
フィルタ、２８は局部発振信号セレクタである。

【００３５】これは、前記一実施例が、全ての周波数キ
ャリアに対して各々を復調する手段を設けているのに対
し、復調手段を一つにして復調用局部発振信号を選択す
ることにより所望の復調ベースバンド信号を選択するよ
うにしたものである。

【００３６】今リニアライザ入力が１周波数キャリアだ
けとし、そのリニアライザの入力振幅の実効値ＶＲＭＳ
（Ｖ）とすると、出力電力は、実効値ＶＲＭＳ（Ｖ）に
対応した電力 Ｐ（Ｗ）が出力される。次にｎ個の周波
数キャリア入力に変化した場合、周波数が異なるためｎ
個の周波数キャリア合成信号振幅の実効値は、一般にｎ
・ＶＲＭＳ（Ｖ）とはならない。このため、出力電力も
単純に ｎ・Ｐ（Ｗ）とはならず、ある係数Ｋｘ（ｘ
は出力キャリア数Ｋｘは出力キャリア数によって変化す
る）が掛かったＫｘ・ｎ・Ｐ（Ｗ）となる。

【００３７】しかしながら本発明のループ制御により、
（２）式平均値Ａ＝１／Ｋｘとなり、２４によりＡが掛
け合わされ全体の出力はｎ・Ｐ（Ｗ）となり、ｎ個の周
波数キャリア出力はそれぞれ規定電力Ｐ（Ｗ）に保たれ
る。

【００３８】同図の実施例の場合、局部発信信号セレク
タ２８は必要になるものの、帯域制限フィルタ等が１系
統ですため、回路規模を小さくすることができる。

【００３９】なお、平均化処理の方法としては、上記方
法の他に、平均値Ａの代わりに、ある時間Ｔの移動平
均、

【００４０】

【数２】

【００４１】を用いても良い。

【００４２】なお、以上の説明では共通増幅する変調入
力は複数の場合を説明したがこれを１つの信号とし、伝
送するようにしてもよい、すなわち、複数のサブキャリ
アを用いてマルチキャリアで１つの信号を伝送するマル
チサブキャリア方式の無線機とすることができることは
言うまでもない。この場合は、遅延分散の影響を少なく
することができる。

【００４３】本発明は、無線機例えば、ＭＣＡシステム
や、ＰＤＣシステムに限らず複数のユーザ（例えば移動
局）が、共通に複数の周波数を共用するようなシステム
における基地局の無線機増幅器に利用することができ
る。

【００４４】また、通信方式はＦＤＭＡ、ＴＤＭＡ等各
種の通信方式に対応することができることは言うまでも
ない。

【００４５】

【発明の効果】本発明によれば、共通増幅を行う周波数
キャリアの出力状態によらずに各周波数キャリアの出力
電力を一定に保つことが可能となり、閉ループ制御のた
め、経年変化、温度変動に対しても十分に追従すること
が可能となる。

【００４６】本発明を複数のサブキャリアを用いて信号
を伝送するマルチサブキャリア方式の無線機にも用いた
場合も同様の効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すブロック図。

【図２】本発明の他の実施例を示すブロック図。

【図３】システム全体構成の一例を示すブロック図

【図４】従来例を示すブロック図

【符号の説明】 １-１〜１-ｎ ベースバンド信号変調部、２-１〜２-ｎ
ミキサ、３-１〜３-ｎ 局部発振信号発生部、４-１
〜４-ｎ 帯域制限フィルタ、５ 合成器、６可変減衰
器、７ 加算器、８ ミキサ、９ 局部発振信号発生
部、１０ ミキサ、１１ 帯域制限フィルタ、１２ 前
置増幅器、１３ 電力増幅器、１４ アンテナ、１５
方向性結合器、１６ 固定減衰器、１８ ミキサ、１９
-１〜１９-ｎ 帯域制限フィルタ、２０ ベースバンド
復調信号セレクタ、２１ ベースバンド変調信号セレク
タ、２２ 比較器、２３ 平均化処理部、２４ 乗算
器、２５ 帯域制限フィルタ、２６ ミキサ、２７ 帯
域制限フィルタ、２８ 局部発振信号セレクタ、１００
基地局、１０１ 制御部、１０２ー１〜１０２-ｎ 送
信部１〜ｎ、１０３ 送信出力部、１０４ 共用器、１
０５ アンテナ、１０６分配器、１０７-１〜１０７-ｎ
受信部１〜ｎ、３０−１、３０−２、３０−３ 移動
局、１１１ 指令局

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】無線通信システムにおいて、 複数の変調入力を共通増幅した信号の復調を行い、現在
   選択送信されている周波数キャリアの内の任意の１つの
   キャリアの出力電力レベルを一定に保つように帰還をか
   けることにより、送信される複数の周波数キャリアの個
   々の出力電力を一定に保つようにしたことを特徴とする
   無線機。
2. 【請求項２】無線通信システムにおいて、 現在送信中の任意の１つのベースバンド変調信号に対応
   した最終送信出力信号から得た複数の復調信号と前記ベ
   ースバンド変調信号とを比較しその比を求め、当該比を
   平均化し前記ベースバンド変調信号の経路に乗算するこ
   とによりフィートバックループを形成することを特徴と
   する無線機。
3. 【請求項３】請求項１記載の無線機において、前記共通
   増幅する変調入力は１つの信号でり、複数のサブキャリ
   アを用いて伝送することを特徴とするマルチサブキャリ
   ア方式の無線機。
4. 【請求項４】無線通信システムで、 複数の変調入力の各々よりベースバンド変調信号を作成
   する複数のベースバンド変調信号発生部と、該各々のベ
   ースバンド変調信号発生部からの変調信号を中間周波数
   の信号に変換する次段の第１のミキサと、該複数の第１
   のミキサの各々に変調周波数の信号を供給する複数の第
   １の局部発信信号発生部と、前記複数の第１のミキサの
   出力を合成する合成器と、該合成器により合成された合
   成信号を送信周波数に変換する第２のミキサと、該第２
   のミキサに送信変調周波数の信号を供給する第２の局部
   発信信号発生部と、前記第２のミキサの出力を増幅する
   増幅器と、該増幅器の出力の一部を検出する方向性結合
   器と、該方向性結合器の出力を前記第２の局部発信信号
   発生部からの信号によりダウンコンバートする第３のミ
   キサと、該第３のミキサの出力を加算することにより第
   １のフィードバックループを形成する前記合成器と前記
   第２のミキサの間に位置する加算器とを有する無線機に
   おいて、 前記複数の変調入力の内の現在送信中の任意のベースバ
   ンド変調信号と当該ベースバンド変調信号に対応する前
   記第３のミキサによりダウンコンバートされたベースバ
   ンド変調信号とを比較しその比を求める比較器と、該比
   較器により求めた比を平均化する平均化処理回路と、該
   平均化処理回路の平均値を前記合成器と前記加算器の間
   に位置する乗算器に供給し前記合成器の出力に乗算する
   ことにより第２のフィートバックループを形成する乗算
   器とを有することを特徴とする無線機。