JP2018182508A - 歪みキャンセル装置および歪みキャンセル方法 - Google Patents

歪みキャンセル装置および歪みキャンセル方法 Download PDF

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聡之 松原
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雄介 飛子
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Abstract

【課題】演算処理量の増大を抑制し、回路規模を削減すること。【解決手段】歪みキャンセル装置は、送信信号取得部と、受信信号取得部と、送信信号合成部と、キャンセル信号生成部と、キャンセル部と、を有する。送信信号取得部は、異なる周波数で無線送信される複数の送信信号を取得する。受信信号取得部は、複数の送信信号によって発生する相互変調信号が付加された複数の受信信号を取得する。送信信号合成部は、複数の送信信号のうちの少なくとも１組の送信信号を合成して少なくとも１つの合成送信信号を生成する。キャンセル信号生成部は、少なくとも１つの合成送信信号、および、複数の受信信号を用いた演算式により、相互変調信号に対応するキャンセル信号を生成する。キャンセル部は、キャンセル信号に基づいて、複数の受信信号に付加された相互変調信号をキャンセルする。【選択図】図３

Description

本発明は、歪みキャンセル装置および歪みキャンセル方法に関する。
近年、無線通信システムにおけるスループットを向上することを目的として、例えばキャリアアグリゲーションやＭＩＭＯ（Multi Input Multi Output）などの技術が導入されている。キャリアアグリゲーションは、周波数が異なる複数のキャリアを用いて基地局装置と無線端末装置とが通信する技術である。また、ＭＩＭＯは、送信側が複数の送信アンテナからそれぞれ異なるデータを送信し、受信側が複数の受信アンテナにおける受信信号に基づいて各送信アンテナから送信されたデータを分離する技術である。
これらの技術が導入されることにより、基地局装置及び無線端末装置などの無線通信装置内外においては、周波数が異なる様々な信号が伝送されている。そして、これらの信号の伝送路上に例えば金属などの歪み発生源が存在すると、周波数が異なる信号の相互変調によって、相互変調信号が発生する。すなわち、それぞれの信号の周波数の倍数の和や差の周波数を有する相互変調信号が歪み発生源において発生する。そして、相互変調信号の周波数が無線通信装置の受信周波数帯に含まれる場合には、相互変調信号によって受信信号の復調及び復号が阻害され、受信品質が低下する。
このような相互変調信号による受信品質低下を抑制するために、例えば無線通信装置から送信される送信信号と他の無線通信装置から送信される干渉信号との相互変調による相互変調信号を近似的に再生し、受信信号に含まれる相互変調信号を相殺することなどが検討されている。
周波数が異なる複数の信号から発生する相互変調信号は、演算によって再生することが可能である。例えば、ＬＴＥ（Long Term Evolution）の周波数帯域幅を１０ＭＨｚとし、送信信号の中心周波数をｆ１＝１９３５［ＭＨｚ］、ｆ２＝１９７５［ＭＨｚ］とする。この場合、３次の相互変調歪は、１９３５ＭＨｚ、１９７５ＭＨｚ、２０１５ＭＨｚ、１８９５ＭＨｚ、１９３５ＭＨｚ、１９７５ＭＨｚの周波数帯域に発生する。
これらは以下の計算式によって算出された値である。
１９３５［ＭＨｚ］＝ｆ１＊ｆ１＊ｃｏｎｊ（ｆ１）
１９７５［ＭＨｚ］＝ｆ１＊ｆ２＊ｃｏｎｊ（ｆ１）
２０１５［ＭＨｚ］＝ｆ２＊ｆ２＊ｃｏｎｊ（ｆ１）
１８９５［ＭＨｚ］＝ｆ１＊ｆ１＊ｃｏｎｊ（ｆ２）
１９３５［ＭＨｚ］＝ｆ１＊ｆ２＊ｃｏｎｊ（ｆ２）
１９７５［ＭＨｚ］＝ｆ２＊ｆ２＊ｃｏｎｊ（ｆ２）
すなわち、受信信号Ｒｘ１の中心周波数を１８９５［ＭＨｚ］とすれば、ｆ１＊ｆ１＊ｃｏｎｊ（ｆ２）である３次の相互変調歪が受信帯域に重なり、ＰＩＭ（Passive Intermodulation）を発生させる。
ここで、ＬＴＥの周波数帯域幅を１０ＭＨｚとした場合、３次相互変調歪の帯域幅は３０ＭＨｚとなり、１８８０〜１９１０ＭＨｚの帯域にＰＩＭが発生することになる。受信信号Ｒｘ１の受信周波数帯域は、１８８０〜１８９０ＭＨｚであるため、受信信号Ｒｘ１の全帯域にＰＩＭが発生する。
一般的に、ＬＴＥにおいて、各送信周波数帯域に応じた帯域幅の信号が用いられるため、ある送信周波数帯域に対しては１キャリアが存在することになる。そのため、ＬＴＥにおいては、図１６に示すように、受信信号Ｒｘ１に対して、１つの３次相互変調歪として、ｆ１＊ｆ１＊ｃｏｎｊ（ｆ２）の３次相互変調歪をキャンセルすればよい。
このように、ＬＴＥにおいて、２キャリアの送信信号から３次相互変調歪を生成する場合、３次相互変調歪を生成する回路は１個でよい。
特表２００９−５２６４４２号公報
しかしながら、Ｗ−ＣＤＭＡ（Wideband Code Division Multiple Access）においては、１キャリア当たりの帯域幅が決まっており、各送信周波数帯域に対して複数のキャリアが存在する場合、３次相互変調歪の種類は飛躍的に増加することになる。
例えば、信号をＷ−ＣＤＭＡとし、送信信号の中心周波数をｆ１１＝１９３２．５［ＭＨｚ］、ｆ１２＝１９３７．５［ＭＨｚ］、ｆ２１＝１９７２．５［ＭＨｚ］、ｆ２２＝１９７７．５［ＭＨｚ］とする。受信信号Ｒｘ１の受信周波数帯域は、１８９０〜１８９５ＭＨｚであり、受信信号Ｒｘ２の受信周波数帯域は、１８９５〜１９００ＭＨｚである。この場合、図１７に示すように、Ｗ−ＣＤＭＡにおいては、受信信号Ｒｘ１、Ｒｘ２の各々に対して、５つの３次相互変調歪をキャンセルすることになる。
例えば、受信信号Ｒｘ１に対して、ｆ１１＊ｆ１１＊ｃｏｎｊ（ｆ２１）、ｆ１１＊ｆ１２＊ｃｏｎｊ（ｆ２１）の３次相互変調歪をキャンセルすることになる。また、受信信号Ｒｘ１に対して、ｆ１１＊ｆ１１＊ｃｏｎｊ（ｆ２２）、ｆ１１＊ｆ１２＊ｃｏｎｊ（ｆ２２）、ｆ１２＊ｆ１２＊ｃｏｎｊ（ｆ２２）の３次相互変調歪をキャンセルすることになる。
例えば、受信信号Ｒｘ２に対して、ｆ１１＊ｆ１１＊ｃｏｎｊ（ｆ２１）、ｆ１１＊ｆ１２＊ｃｏｎｊ（ｆ２１）、ｆ１２＊ｆ１２＊ｃｏｎｊ（ｆ２１）の３次相互変調歪をキャンセルすることになる。また、受信信号Ｒｘ２に対して、ｆ１１＊ｆ１２＊ｃｏｎｊ（ｆ２２）、ｆ１２＊ｆ１２＊ｃｏｎｊ（ｆ２２）の３次相互変調歪をキャンセルすることになる。
このように、Ｗ−ＣＤＭＡにおいて、４キャリアの送信信号から３次相互変調歪を生成する場合、３次相互変調歪を生成する回路は合計１０個となる。
３次相互変調歪などの相互変調信号をキャンセルするためにキャンセル信号が用いられる。キャンセル信号は、複数の送信信号によって発生する相互変調信号のレプリカである。上述のように、相互変調信号は、演算によって再生することが可能である。しかしながら、相互変調信号を求める演算式には、多くの係数が含まれているため、相互変調信号を算出するための処理負荷が大きく、装置の回路規模が増大するという問題がある。
例えば、相互変調信号は、３次歪み及び５次歪みなどの奇数次の相互変調歪みや、２次歪み及び４次歪みなどの偶数次の相互変調歪みを含む。特に、受信周波数帯に含まれる相互変調信号には、３次歪み及び５次歪みなどの奇数次の相互変調歪みが含まれることが多い。そして、高次の相互変調歪みになるほど、算出に用いられる演算式には多くの係数が含まれるため、高次の相互変調歪みを考慮して相互変調信号を算出する場合には、処理量が増大する。このため、無線通信システムにおける実際の通信状況を反映して、実効的な相互変調信号のレプリカを生成するには、多大な演算処理が必要となる。したがって、相互変調信号を算出するための処理負荷が大きく、装置の回路規模が増大する。これは、キャリアの数が多くなるほど、指数的に、装置の回路規模が増大する。
開示の技術は、かかる点に鑑みてなされたものであって、演算処理量の増大を抑制し、回路規模を削減することができる歪みキャンセル装置および歪みキャンセル方法を提供することを目的とする。
１つの態様では、歪みキャンセル装置は、送信信号取得部と、受信信号取得部と、送信信号合成部と、キャンセル信号生成部と、キャンセル部と、を有する。送信信号取得部は、異なる周波数で無線送信される複数の送信信号を取得する。受信信号取得部は、複数の送信信号によって発生する相互変調信号が付加された複数の受信信号を取得する。送信信号合成部は、複数の送信信号のうちの少なくとも１組の送信信号を合成して少なくとも１つの合成送信信号を生成する。キャンセル信号生成部は、少なくとも１つの合成送信信号、および、複数の受信信号を用いた演算式により、相互変調信号に対応するキャンセル信号を生成する。キャンセル部は、キャンセル信号に基づいて、複数の受信信号に付加された相互変調信号をキャンセルする。
１つの側面では、演算処理量の増大を抑制し、回路規模を削減することができる。
図１は、実施例１に係る無線通信システムの構成の一例を示すブロック図である。 図２は、キャンセル式の係数の数の具体例を示す図である。 図３は、キャンセル装置のプロセッサの機能（基本構成）の一例を示すブロック図である。 図４は、実施例１に係る無線通信システムにおける受信信号に対するキャンセル対象の３次相互変調歪の一例を示す説明図である。 図５は、実施例１に係る無線通信システムのキャンセル装置のプロセッサの機能の一例を示すブロック図である。 図６は、実施例１に係る無線通信システムのキャンセル装置の送信信号合成部の構成の一例を示すブロック図である。 図７は、実施例１に係る無線通信システムのキャンセル装置の歪みキャンセル処理の一例を示すフローチャートである。 図８は、実施例２に係る無線通信システムにおける受信信号に対するキャンセル対象の３次相互変調歪の一例を示す説明図である。 図９は、実施例２に係る無線通信システムのキャンセル装置のプロセッサの機能の一例を示すブロック図である。 図１０は、実施例２に係る無線通信システムのキャンセル装置の受信信号合成部の構成の一例を示すブロック図である。 図１１は、実施例２に係る無線通信システムのキャンセル装置の受信信号分離部の構成の一例を示すブロック図である。 図１２は、実施例２に係る無線通信システムのキャンセル装置の歪みキャンセル処理の一例を示すフローチャートである。 図１３は、実施例３に係る無線通信システムにおける受信信号に対するキャンセル対象の３次相互変調歪の一例を示す説明図である。 図１４は、実施例３に係る無線通信システムのキャンセル装置のプロセッサの機能の一例を示すブロック図である。 図１５は、実施例３に係る無線通信システムのキャンセル装置の歪みキャンセル処理の一例を示すフローチャートである。 図１６は、ＬＴＥにおける受信信号に対するキャンセル対象の３次相互変調歪の一例を示す説明図である。 図１７は、Ｗ−ＣＤＭＡにおける受信信号に対するキャンセル対象の３次相互変調歪の一例を示す説明図である。
以下、本願が開示する歪みキャンセル装置および歪みキャンセル方法の実施例について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施例により本発明が限定されるものではない。
［無線通信システムの構成］
図１は、実施例１に係る無線通信システムの構成の一例を示すブロック図である。実施例１に係る無線通信システムは、ＲＥＣ（Radio Equipment Control）１００と、キャンセル装置２００と、ＲＥ（Radio Equipment）３００ａ、３００ｂとを有する。なお、図１においては、２つのＲＥ３００ａ、３００ｂを図示したが、１つまたは３つ以上のＲＥがキャンセル装置２００に接続されていても良い。また、１つのＲＥＣを図示したが、２つ以上のＲＥＣがキャンセル装置２００に接続されていても良い。
ＲＥＣ１００は、ベースバンド処理を実行し、送信データを含むベースバンド信号をキャンセル装置２００へ送信する。また、ＲＥＣ１００は、受信データを含むベースバンド信号をキャンセル装置２００から受信し、このベースバンド信号に対してベースバンド処理を施す。具体的には、ＲＥＣ１００は、プロセッサ１１０と、メモリ１２０と、インタフェース１３０とを有する。
プロセッサ１１０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）またはＤＳＰ（Digital Signal Processor）などを備え、ＲＥ３００ａ、３００ｂそれぞれから送信される送信信号を生成する。本実施例においては、ＲＥ３００ａが２本のアンテナ３１０ａ、３１１ａからそれぞれ互いに異なる周波数ｆ１、ｆ２で送信信号を送信し、ＲＥ３００ｂが２本のアンテナ３１０ｂ、３１１ｂからそれぞれ互いに異なる周波数ｆ３、ｆ４で送信信号を送信する場合を例に説明する。このため、プロセッサ１１０は、ＲＥ３００ａの２本のアンテナ３１０ａ、３１１ａそれぞれから送信される送信信号Ｔｘ１、Ｔｘ２と、ＲＥ３００ｂの２本のアンテナ３１０ｂ、３１１ｂそれぞれから送信される送信信号Ｔｘ３、Ｔｘ４と、を生成する。また、プロセッサ１１０は、ＲＥ３００ａ、３００ｂによって受信された受信信号から受信データを得る。
メモリ１２０は、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）またはＲＯＭ（Read Only Memory）などを備え、プロセッサ１１０が処理を実行するために使用する情報を記憶する。
インタフェース１３０は、例えば光ファイバなどでキャンセル装置２００と接続され、キャンセル装置２００との間でベースバンド信号を送受信する。インタフェース１３０が送信するベースバンド信号には、上述した送信信号Ｔｘ１、Ｔｘ２、Ｔｘ３、Ｔｘ４が含まれる。
キャンセル装置２００は、ＲＥＣ１００とＲＥ３００ａ、３００ｂとの間に接続され、ＲＥＣ１００とＲＥ３００ａ、３００ｂとの間で送受信されるベースバンド信号を中継する。また、キャンセル装置２００は、送信信号Ｔｘ１、Ｔｘ２、Ｔｘ３、Ｔｘ４に基づいて、相互変調信号に対応するキャンセル信号を生成し、受信信号にキャンセル信号を合成する。
なお、相互位相変調信号等の高次歪（例えば、３次歪）は、単一の送信信号、例えば、送信信号Ｔｘ１から発生する場合と、複数の送信信号、例えば、周波数の異なる送信信号Ｔｘ１と送信信号Ｔｘ２から発生する場合とがある。本実施例においては、高次歪として歪み発生源に送信信号Ｔｘ１、Ｔｘ２が照射されて相互変調信号が発生し、この相互変調信号の周波数がＲＥ３００ａ、３００ｂの受信周波数帯に含まれるものとする。すなわち、キャンセル装置２００は、送信信号Ｔｘ１、Ｔｘ２の相互変調によって発生する相互変調信号を受信信号からキャンセルする。
キャンセル装置２００は、インタフェース２１０、２４０と、プロセッサ２２０と、メモリ２３０とを有する。
インタフェース２１０は、ＲＥＣ１００と接続され、ＲＥＣ１００との間でベースバンド信号を送受信する。すなわち、インタフェース２１０は、プロセッサ１１０によって生成された送信信号をＲＥＣ１００のインタフェース１３０から受信する。また、インタフェース２１０は、ＲＥ３００ａ、３００ｂによって受信された受信信号をＲＥＣ１００のインタフェース１３０へ送信する。
プロセッサ２２０は、例えばＣＰＵ、ＦＰＧＡまたはＤＳＰなどを備え、インタフェース２１０によって受信された複数の送信信号に基づいて、相互変調信号をキャンセルするためのキャンセル信号を生成する。また、プロセッサ２２０は、インタフェース２４０によって受信された受信信号にキャンセル信号を合成し、受信信号に付加された相互変調信号をキャンセルする。プロセッサ２２０の機能については、後に詳述する。
メモリ２３０は、例えばＲＡＭまたはＲＯＭなどを備え、プロセッサ２２０が処理を実行するために使用する情報を記憶する。すなわち、メモリ２３０は、例えばプロセッサ２２０がキャンセル信号を生成する際に使用するパラメータなどを記憶する。
インタフェース２４０は、例えば光ファイバなどでＲＥ３００ａ、３００ｂと接続され、ＲＥ３００ａ、３００ｂとの間でベースバンド信号を送受信する。すなわち、インタフェース２４０は、ＲＥＣ１００から受信された送信信号をＲＥ３００ａ、３００ｂへ送信する。また、インタフェース２４０は、ＲＥ３００ａ、３００ｂによって受信された受信信号をＲＥ３００ａ、３００ｂから受信する。インタフェース２４０がＲＥ３００ａ、３００ｂから受信する受信信号には、周波数ｆ１の信号および周波数ｆ２の信号の相互変調によって発生した相互変調信号が付加されている。
ＲＥ３００ａ、３００ｂは、キャンセル装置２００から受信したベースバンド信号をそれぞれ無線周波数ｆ１〜ｆ４にアップコンバートし、アンテナを介して送信する。すなわち、ＲＥ３００ａは、送信信号Ｔｘ１、Ｔｘ２をそれぞれ周波数ｆ１、ｆ２にアップコンバートし、アンテナ３１０ａ、３１１ａから送信する。そして、ＲＥ３００ｂは、送信信号Ｔｘ３、Ｔｘ４をそれぞれ周波数ｆ３、ｆ４にアップコンバートし、アンテナ３１０ｂ、３１１ｂから送信する。また、ＲＥ３００ａ、３００ｂは、アンテナを介して受信した受信信号をベースバンド周波数にダウンコンバートし、キャンセル装置２００へ送信する。ＲＥ３００ａ、３００ｂによって受信される受信信号には、上記の周波数ｆ１、ｆ２の信号の相互変調によって発生した相互変調信号が付加されている。
［キャンセル信号］
上述したように、キャンセル装置２００のプロセッサ２２０は、送信信号Ｔｘ１、Ｔｘ２の相互変調によって発生する相互変調信号のキャンセル信号を生成する。キャンセル信号は、複数の送信信号によって発生する相互変調信号のレプリカであり、その生成には、例えば以下のキャンセル式（１）を用いることができる。ただし、式（１）は、周波数（２ｆ１−ｆ２）が受信周波数帯に含まれる場合に、この受信周波数帯における３次歪み、５次歪み、７次歪みをキャンセルするキャンセル信号Ｃを生成する式である。
Ｃ＝｛ｐ11|Tx1|4＋ｐ21|Tx1|2|Tx2|2＋ｐ31|Tx2|4
＋ｐ41|Tx1|2＋ｐ51|Tx2|2
＋ｐ61｝・Tx1・Tx1・conj(Tx2) ・・・（１）
式（１）において、ｐ11〜ｐ61は所定の係数であり、conj(ｘ)はｘの複素共役を示す。キャンセル式（１）にはｐ11〜ｐ61の６個の係数が含まれ、キャンセル式（１）を用いてキャンセル信号Ｃを算出する場合には、これらの６個の係数を求めてからキャンセル信号Ｃが算出される。
図２は、キャンセル式の係数の数の具体例を示す図である。上式（１）は、周波数ｆ１、ｆ２の２バンドの送信信号によって発生する３次歪み、５次歪み、７次歪みを求めるキャンセル式であるため、係数の数が６個となっている。すなわち、バンド数、および、考慮する歪みの次数が多くなるほど係数の数が多くなり、キャンセル式を用いたキャンセル信号Ｃの算出が困難となることがわかる。
このように、キャンセル式には多数の係数が含まれ、キャンセル信号Ｃを算出する演算処理が複雑になる傾向がある。そこで、実施例１に係るプロセッサ２２０は、周波数が異なる送信信号Ｔｘ１、Ｔｘ２の歪み発生源までの伝送路における振幅および位相のゲイン差を求め、ゲイン差を用いたキャンセル式を生成する。すなわち、プロセッサ２２０は、歪み発生源において下記の式（２）を満たすゲイン差ａを求め、ゲイン差ａを用いて上式（１）を変形したキャンセル式（３）を生成する。
Ｔｘ１＝ａ・Ｔｘ２ ・・・（２）
Ｃ＝｛S7/32・(21|Tx1|4＋70・a2・|Tx1|2|Tx2|2＋63・a4・|Tx2|4)
＋S5/8・(5|Tx1|2＋10・a2・|Tx2|2)
＋S3・3/4｝・Tx1・Tx1・conj(a・Tx2) ・・・（３）
上式（３）において、Ｓ3、Ｓ5、Ｓ7は、それぞれ、３次歪み、５次歪み、７次歪みの係数である。したがって、キャンセル式（１）を用いる場合には、６個の係数ｐ11〜ｐ61が求められてからキャンセル信号Ｃが算出されるのに対し、キャンセル式（３）を用いる場合には、３個の係数Ｓ3、Ｓ5、Ｓ7が求められれば、キャンセル信号Ｃが算出される。このことから、キャンセル式（３）を用いることにより、演算処理量を低減できることがわかる。
［キャンセル装置２００の基本構成］
図３は、キャンセル装置２００のプロセッサ２２０の機能（基本構成）を示すブロック図である。プロセッサ２２０は、送信信号取得部２２１と、送信信号送出部２２２と、受信信号取得部２２３と、キャンセル部２２４と、受信信号送出部２２５と、キャンセル信号生成部２３１とを有する。キャンセル信号生成部２３１は、キャンセル式生成部２２８と、係数決定部２２９とを有する。
送信信号取得部２２１は、インタフェース２１０によってＲＥＣ１００から受信された送信信号を取得する。すなわち、送信信号取得部２２１は、送信信号Ｔｘ１、Ｔｘ２、Ｔｘ３、Ｔｘ４を取得する。
送信信号送出部２２２は、送信信号取得部２２１によって取得された送信信号を、インタフェース２４０を介してＲＥ３００ａ、３００ｂへ送出する。具体的には、送信信号送出部２２２は、送信信号Ｔｘ１、Ｔｘ２をＲＥ３００ａへ送出し、送信信号Ｔｘ３、Ｔｘ４をＲＥ３００ｂへ送出する。
受信信号取得部２２３は、インタフェース２４０によってＲＥ３００ａ、３００ｂから受信された受信信号を取得する。受信信号取得部２２３によって取得される受信信号には、送信信号Ｔｘ１、Ｔｘ２の相互変調によって発生した相互変調信号が付加されている。
キャンセル部２２４は、キャンセル式生成部２２８によってキャンセル式が用いられて生成されるキャンセル信号Ｃを受信信号に合成する。すなわち、キャンセル部２２４は、相互変調信号が付加された受信信号にキャンセル信号Ｃを合成（加算）することにより、相互変調信号をキャンセルする。
受信信号送出部２２５は、相互変調信号がキャンセルされた後の受信信号を、インタフェース２１０を介してＲＥＣ１００へ送出する。
キャンセル信号生成部２３１において、キャンセル式生成部２２８は、例えば送信信号取得部２２１によって取得された送信信号Ｔｘ１、Ｔｘ２から、３次相互変調歪（３次の相互変調信号）を生成する。そして、キャンセル式生成部２２８は、生成された３次の相互変調信号から、キャンセル信号Ｃを生成するためのキャンセル式を生成する。具体的には、キャンセル式生成部２２８は、上式（３）を生成する。また、キャンセル式生成部２２８は、キャンセル式の係数が係数決定部２２９によって決定されると、キャンセル式によって生成されるキャンセル信号Ｃをキャンセル部２２４へ出力する。
キャンセル信号生成部２３１において、係数決定部２２９は、キャンセル式に含まれる係数を例えば最小二乗法などによって決定する。すなわち、係数決定部２２９は、上式（３）に含まれる係数Ｓ3、Ｓ5、Ｓ7を、例えば受信信号Ｒｘ１を用いた最小二乗法などにより決定する。また、係数決定部２２９は、例えばキャンセル信号Ｃと受信信号Ｒｘ１との相関を最大にする係数Ｓ3、Ｓ5、Ｓ7を決定しても良い。そして、係数決定部２２９は、決定した係数Ｓ3、Ｓ5、Ｓ7をキャンセル式生成部２２８へ通知する。
［問題点とその解決策］
ここで、従来の問題点、および、実施例１において上記問題点を解決する解決策について、具体例をあげて説明する。
例えば、ＬＴＥにおいて、ＬＴＥの周波数帯域幅を１０ＭＨｚとし、受信信号Ｒｘ１の中心周波数を１８９５［ＭＨｚ］とする。受信信号Ｒｘ１の受信周波数帯域は、１８８０〜１８９０ＭＨｚである。この場合、ＬＴＥにおいて、各送信周波数帯域に応じた帯域幅の信号が用いられるため、受信信号Ｒｘ１に対して、１つの３次相互変調歪として、ｆ１＊ｆ１＊ｃｏｎｊ（ｆ２）の３次相互変調歪をキャンセルすればよい（図１６を参照）。このように、ＬＴＥにおいて、２キャリアの送信信号から３次相互変調歪を生成する場合、キャンセル式生成部２２８には、３次相互変調歪を生成する回路が１つ設けられていればよい。
しかしながら、Ｗ−ＣＤＭＡにおいては、１キャリア当たりの帯域幅が決まっており、各送信周波数帯域に対して複数のキャリアが存在する場合、３次相互変調歪の種類は飛躍的に増加するため、装置の回路規模が増大するという問題がある。
例えば、信号をＷ−ＣＤＭＡとし、送信信号の中心周波数をｆ１１＝１９３２．５［ＭＨｚ］、ｆ１２＝１９３７．５［ＭＨｚ］、ｆ２１＝１９７２．５［ＭＨｚ］、ｆ２２＝１９７７．５［ＭＨｚ］とする。受信信号Ｒｘ１の受信周波数帯域は、１８９０〜１８９５ＭＨｚであり、受信信号Ｒｘ２の受信周波数帯域は、１８９５〜１９００ＭＨｚである。この場合、Ｗ−ＣＤＭＡにおいては、受信信号Ｒｘ１、Ｒｘ２に対して、５つの３次相互変調歪をキャンセルすることになる（図１７を参照）。このように、Ｗ−ＣＤＭＡにおいて、４キャリアの送信信号から３次相互変調歪を生成する場合、キャンセル式生成部２２８には、受信信号Ｒｘ１、Ｒｘ２に対して、３次相互変調歪を生成する回路が５個必要となる。
そこで、上記問題点を解決するために、実施例１では、複数の送信信号のうちの少なくとも１組の送信信号を合成する。図４は、実施例１に係る無線通信システムにおける受信信号に対するキャンセル対象の３次相互変調歪の一例を示す説明図である。
例えば、実施例１では、複数の送信信号のうち、それぞれ異なる周波数ｆ１１、ｆ１２で送信される送信信号Ｔｘ１、Ｔｘ２（この場合、送信信号Ｔｘ１１、Ｔｘ１２）を合成する。また、実施例１では、複数の送信信号のうち、それぞれ異なる周波数ｆ２１、ｆ２２で送信される送信信号Ｔｘ３、Ｔｘ４（この場合、送信信号Ｔｘ２１、Ｔｘ２２）を合成する。このように、実施例１では、複数の送信信号のうちの少なくとも１組の送信信号を合成することにより、周波数ｆ１１、ｆ１２を周波数ｆ１に集約し、周波数ｆ２１、ｆ２２を周波数ｆ２に集約することが可能となる。
実施例１において、キャンセル式生成部２２８は、４キャリアの送信信号から単純に３次相互変調歪を生成するのではなく、４キャリアの送信信号から２キャリアの送信信号に合成し、合成後の２キャリアの送信信号から３次相互変調歪を生成する。したがって、図４に示すように、実施例１においては、受信信号Ｒｘ１、Ｒｘ２に対して、１つの３次相互変調歪として、ｆ１＊ｆ１＊ｃｏｎｊ（ｆ２）の３次相互変調歪をキャンセルすればよい。この場合、キャンセル式生成部２２８には、受信信号Ｒｘ１、Ｒｘ２に対して、３次相互変調歪を生成する回路が１つ設けられていればよい。
［キャンセル装置２００の上記問題点を解決する構成］
図５は、実施例１に係る無線通信システムのキャンセル装置２００のプロセッサ２２０の機能の一例を示すブロック図である。プロセッサ２２０は、図３の基本構成に対して、更に、送信信号合成部２２６を有する。
送信信号合成部２２６は、送信信号取得部２２１によって取得された送信信号Ｔｘ１、Ｔｘ２を合成する。すなわち、送信信号合成部２２６は、それぞれ異なる周波数ｆ１１、ｆ１２で送信される送信信号Ｔｘ１１、Ｔｘ１２を合成して合成送信信号を生成することにより、周波数ｆ１１、ｆ１２を周波数ｆ１に集約する。周波数ｆ１に集約された合成送信信号は、送信信号Ｔｘ１としてキャンセル信号生成部２３１に出力される。また、送信信号合成部２２６は、それぞれ異なる周波数ｆ２１、ｆ２２で送信される送信信号Ｔｘ２１、Ｔｘ２２を合成して合成送信信号を生成することにより、周波数ｆ２１、ｆ２２を周波数ｆ２に集約する。周波数ｆ２に集約された合成送信信号は、送信信号Ｔｘ２としてキャンセル信号生成部２３１に出力される。
キャンセル信号生成部２３１において、キャンセル式生成部２２８は、送信信号合成部２２６によってそれぞれ周波数ｆ１、ｆ２に集約された送信信号Ｔｘ１、Ｔｘ２から、受信信号Ｒｘ１、Ｒｘ２に対する１つの３次相互変調歪を生成する。そして、キャンセル式生成部２２８は、受信信号Ｒｘ１、Ｒｘ２に対して、生成された１つの３次相互変調歪から、キャンセル信号Ｃを生成するためのキャンセル式を生成する。すなわち、キャンセル式生成部２２８によって、上式（３）が生成される。そこで、キャンセル式生成部２２８は、受信信号Ｒｘ１、Ｒｘ２に対して、生成されたキャンセル式と、係数決定部２２９により決定された係数とに基づいて、キャンセル信号Ｃを生成する。生成されたキャンセル信号Ｃは、キャンセル部２２４に出力される。
図６は、実施例１に係る無線通信システムのキャンセル装置２００の送信信号合成部２２６の構成の一例を示すブロック図である。送信信号合成部２２６は、アップサンプリング部２０ａ、２０ｂと、周波数シフト部２１ａ、２１ｂと、信号合成部２２と、を有する。
送信信号取得部２２１により取得された送信信号Ｔｘ１１は、アップサンプリング部２０ａによって信号レート変換処理が行われ、周波数シフト部２１ａによって周波数シフト処理が行われる。また、送信信号取得部２２１により取得された送信信号Ｔｘ１２は、アップサンプリング部２０ｂによって信号レート変換処理が行われ、周波数シフト部２１ｂによって周波数シフト処理が行われる。その後、送信信号Ｔｘ１１、Ｔｘ１２は、信号合成部２２によって合成処理され、合成送信信号として送信信号Ｔｘ１が生成される。送信信号Ｔｘ１は、キャンセル式生成部２２８に送出される。
同様に、送信信号取得部２２１により取得された送信信号Ｔｘ２１は、アップサンプリング部２０ａによって信号レート変換処理が行われ、周波数シフト部２１ａによって周波数シフト処理が行われる。また、送信信号取得部２２１により取得された送信信号Ｔｘ２２は、アップサンプリング部２０ｂによって信号レート変換処理が行われ、周波数シフト部２１ｂによって周波数シフト処理が行われる。その後、送信信号Ｔｘ２１、Ｔｘ２２は、信号合成部２２によって合成処理され、合成送信信号として送信信号Ｔｘ２が生成される。合成送信信号Ｔｘ２は、キャンセル式生成部２２８に送出される。
これにより、キャンセル式生成部２２８において、受信信号Ｒｘ１、Ｒｘ２に対して、本来では、３次相互変調歪を生成する回路が５個必要としていたが、実施例１の構成では、３次相互変調歪を生成する回路が１個あればよい。したがって、実施例１に係る無線通信システムは、演算処理量の増大を抑制し回路規模を削減することができる。
［歪みキャンセル処理］
図７は、実施例１に係る無線通信システムのキャンセル装置２００の歪みキャンセル処理の一例を示すフローチャートである。
ＲＥＣ１００から送信される送信信号Ｔｘ１１、Ｔｘ１２、Ｔｘ２１、Ｔｘ２２は、インタフェース２１０を介してプロセッサ２２０の送信信号取得部２２１によって取得される（ステップＳ１０１）。なお、送信信号取得部２２１によって取得された送信信号は、送信信号送出部２２２からインタフェース２４０を介してＲＥ３００ａ、３００ｂへ送出される。一方、ＲＥ３００ａ、ＲＥ３００ｂによって受信される受信信号Ｒｘ１、Ｒｘ２は、インタフェース２４０を介してプロセッサ２２０の受信信号取得部２２３によって取得される（ステップＳ１０２）。ＲＥ３００ａ、ＲＥ３００ｂにおける受信信号Ｒｘ１、Ｒｘ２には、それぞれ送信信号Ｔｘ１１、Ｔｘ１２、Ｔｘ２１、Ｔｘ２２の相互変調による相互変調信号が付加されている。
送信信号および受信信号が取得されると、プロセッサ２２０の送信信号合成部２２６によって、送信信号Ｔｘ１１、Ｔｘ１２、Ｔｘ２１、Ｔｘ２２のうち、それぞれ異なる周波数ｆ１１、ｆ１２で送信される送信信号Ｔｘ１１、Ｔｘ１２が合成される。すなわち、周波数ｆ１１、ｆ１２が周波数ｆ１に集約される。また、送信信号合成部２２６によって、送信信号Ｔｘ１１、Ｔｘ１２、Ｔｘ２１、Ｔｘ２２のうち、それぞれ異なる周波数ｆ２１、ｆ２２で送信される送信信号Ｔｘ２１、Ｔｘ２２が合成される。すなわち、周波数ｆ２１、ｆ２２が周波数ｆ２に集約される（ステップＳ１０３）。それぞれ周波数ｆ１、ｆ２に集約された合成送信信号は、送信信号Ｔｘ１、Ｔｘ２としてキャンセル信号生成部２３１に出力される。
その後、キャンセル信号生成部２３１のキャンセル式生成部２２８によって、それぞれ周波数ｆ１、ｆ２に集約された送信信号Ｔｘ１、Ｔｘ２から、受信信号Ｒｘ１、Ｒｘ２に対する１つの３次相互変調歪が生成される。そして、キャンセル式生成部２２８によって、受信信号Ｒｘ１、Ｒｘ２に対して、生成された１つの３次相互変調歪から、キャンセル信号Ｃを生成するためのキャンセル式が生成される（ステップＳ１０５）。すなわち、キャンセル式生成部２２８によって、上式（３）が生成される。そして、係数決定部２２９によって、例えば受信信号Ｒｘ１、Ｒｘ２を用いた最小二乗法や相関検出などが実行されることにより、キャンセル式の係数が決定される（ステップＳ１０６）。ここでは、上式（３）の係数Ｓ３、Ｓ５、Ｓ７が係数決定部２２９によって決定される。
係数が決定された場合、キャンセル式によってキャンセル信号Ｃを生成することが可能となるため、キャンセル式生成部２２８によって、受信信号Ｒｘ１、Ｒｘ２に対して、キャンセル信号Ｃが生成される（ステップＳ１０７）。生成されたキャンセル信号Ｃは、キャンセル部２２４に出力される。そして、キャンセル部２２４によって、受信信号Ｒｘ１、Ｒｘ２にキャンセル信号Ｃが合成（加算）されることにより（ステップＳ１０８）、受信信号Ｒｘ１、Ｒｘ２に付加された相互変調信号がキャンセルされる。相互変調信号がキャンセルされた後の受信信号Ｒｘ１、Ｒｘ２は、受信信号送出部２２５によって、インタフェース２１０を介してＲＥＣ１００へ送出される（ステップＳ１１０）。
なお、実施例１において、送信信号合成部２２６は、複数の送信信号Ｔｘ１１、Ｔｘ１２、Ｔｘ２１、Ｔｘ２２のうち、送信信号Ｔｘ１１、Ｔｘ１２を合成し、送信信号Ｔｘ２１、Ｔｘ２２を合成しているが、これに限定されない。例えば、周波数ｆ１１、ｆ１２がＷ−ＣＤＭＡに対応し、周波数ｆ２がＬＴＥに対応する場合、図７において、送信信号合成部２２６は、複数の送信信号Ｔｘ１１、Ｔｘ１２、Ｔｘ２のうち、送信信号Ｔｘ１１、Ｔｘ１２を合成し、送信信号Ｔｘ２を合成しない。具体的には、送信信号合成部２２６は、それぞれ異なる周波数ｆ１１、ｆ１２で送信される送信信号Ｔｘ１１、Ｔｘ１２を合成して合成送信信号を生成することにより、周波数ｆ１１、ｆ１２を周波数ｆ１に集約する（ステップＳ１０３）。周波数ｆ１に集約された合成送信信号は、送信信号Ｔｘ１としてキャンセル信号生成部２３１に出力される。また、周波数ｆ２で送信される送信信号Ｔｘ２は合成されない。
この場合、キャンセル信号生成部２３１において、キャンセル式生成部２２８は、送信信号合成部２２６によって周波数ｆ１に集約された送信信号Ｔｘ１（合成送信信号）、および、周波数ｆ２で送信される送信信号Ｔｘ２から、１つの３次相互変調歪を生成する。そこで、キャンセル式生成部２２８は、受信信号Ｒｘ１、Ｒｘ２に対して、生成された１つの３次相互変調歪から、キャンセル信号Ｃを生成するためのキャンセル式を生成する（ステップＳ１０５）。キャンセル式生成部２２８は、キャンセル式の係数が係数決定部２２９によって決定されると、キャンセル式によって生成されるキャンセル信号Ｃをキャンセル部２２４へ出力する（ステップＳ１０７）。そして、キャンセル部２２４によって、受信信号Ｒｘ１、Ｒｘ２にキャンセル信号Ｃが合成（加算）されることにより、受信信号Ｒｘ１、Ｒｘ２に付加された相互変調信号がキャンセルされる（ステップＳ１０８）。
以上の説明により、実施例１に係る無線通信システムの歪みキャンセル装置（キャンセル装置２００）は、送信信号取得部２２１、受信信号取得部２２３、キャンセル信号生成部２３１、キャンセル部２２４を有する。キャンセル装置２００は、更に、送信信号合成部２２６を有する。送信信号取得部２２１は、異なる周波数で無線送信される複数の送信信号Ｔｘ１１、Ｔｘ１２、Ｔｘ２１、Ｔｘ２２を取得する。受信信号取得部２２３は、複数の送信信号Ｔｘ１１、Ｔｘ１２、Ｔｘ２１、Ｔｘ２２によって発生する相互変調信号（３次相互変調歪）が付加された複数の受信信号Ｒｘ１、Ｒｘ２を取得する。送信信号合成部２２６は、複数の送信信号Ｔｘ１１、Ｔｘ１２、Ｔｘ２１、Ｔｘ２２のうちの少なくとも１組の送信信号を合成して少なくとも１つの合成送信信号（例えば合成送信信号Ｔｘ１、Ｔｘ２）を生成する。キャンセル信号生成部２３１は、合成送信信号Ｔｘ１、Ｔｘ２、および、複数の受信信号Ｒｘ１、Ｒｘ２を用いた演算式により、相互変調信号に対応するキャンセル信号Ｃを生成する。キャンセル部２２４は、キャンセル信号Ｃに基づいて、複数の受信信号Ｒｘ１、Ｒｘ２に付加された相互変調信号をキャンセルする。
このように、実施例１に係る無線通信システムでは、まず、複数の送信信号Ｔｘ１１、Ｔｘ１２、Ｔｘ２１、Ｔｘ２２のうちの少なくとも１組の送信信号を合成して少なくとも１つの合成送信信号（合成送信信号Ｔｘ１、Ｔｘ２）を生成する。その後に、合成送信信号Ｔｘ１、Ｔｘ２、および、複数の受信信号Ｒｘ１、Ｒｘ２を用いた演算式により、キャンセル信号Ｃを生成する。これにより、実施例１に係る無線通信システムでは、従来技術と比べて、相互変調信号（３次相互変調歪）を算出するときの演算処理量の増大を抑制することができ、装置の回路規模を削減することができる。
また、実施例１に係る無線通信システムにおいて、キャンセル信号生成部２３１は、少なくとも１つの合成送信信号（合成送信信号Ｔｘ１）、送信信号Ｔｘ２、および、複数の受信信号Ｒｘ１、Ｒｘ２を用いた演算式により、キャンセル信号Ｃを生成する。送信信号Ｔｘ２は、複数の送信信号Ｔｘ１１、Ｔｘ１２、Ｔｘ２のうちの合成されていない送信信号である。この場合でも、実施例１に係る無線通信システムによれば、従来技術と比べて、相互変調信号（３次相互変調歪）を算出するときの演算処理量の増大を抑制することができ、装置の回路規模を削減することができる。
なお、実施例１においては、複数の送信信号のうちの少なくとも１組の送信信号を合成しているが、これに限定されない。複数の受信信号のうちの少なくとも１組の受信信号を合成してもよい。この場合の実施例を実施例２として以下に説明する。なお、実施例２では、実施例１と同一の構成には同一符号を付すことで、その重複する構成及び動作の説明については省略する。
［問題点とその解決策］
まず、従来の問題点、および、実施例２において上記問題点を解決する解決策について、具体例をあげて説明する。
例えば、信号をＷ−ＣＤＭＡとし、送信信号の中心周波数をｆ１１＝１９３２．５［ＭＨｚ］、ｆ１２＝１９３７．５［ＭＨｚ］、ｆ２１＝１９７２．５［ＭＨｚ］、ｆ２２＝１９７７．５［ＭＨｚ］とする。受信信号Ｒｘ１の受信周波数帯域は、１８９０〜１８９５ＭＨｚであり、受信信号Ｒｘ２の受信周波数帯域は、１８９５〜１９００ＭＨｚである。この場合、Ｗ−ＣＤＭＡにおいては、受信信号Ｒｘ１、Ｒｘ２に対して、５つの３次相互変調歪をキャンセルすることになる（図１７を参照）。このように、Ｗ−ＣＤＭＡにおいて、４キャリアの送信信号から３次相互変調歪を生成する場合、キャンセル式生成部２２８には、受信信号Ｒｘ１、Ｒｘ２に対して、３次相互変調歪を生成する回路が５個必要となる。
そこで、上記問題点を解決するために、実施例２では、複数の受信信号のうちの少なくとも１組の受信信号を合成する。図８は、実施例２に係る無線通信システムにおける受信信号に対するキャンセル対象の３次相互変調歪の一例を示す説明図である。
例えば、実施例２では、複数の受信信号のうち、受信信号Ｒｘ１、Ｒｘ２を合成する。このように、実施例１では、受信信号Ｒｘ１、Ｒｘ２を合成することにより、受信信号Ｒｘ１、Ｒｘ２を受信信号Ｒｘに集約することが可能となる。
したがって、図８に示すように、実施例２においては、受信信号Ｒｘに対して、６つの３次相互変調歪をキャンセルすればよい。この場合、キャンセル式生成部２２８には、受信信号Ｒｘに対して、３次相互変調歪を生成する回路が６つ設けられていればよい。
［キャンセル装置２００の上記問題点を解決する構成］
図９は、実施例２に係る無線通信システムのキャンセル装置２００のプロセッサ２２０の機能の一例を示すブロック図である。プロセッサ２２０は、図３の基本構成に対して、更に、受信信号合成部２２７と、受信信号分離部２３２とを有する。
受信信号合成部２２７は、受信信号取得部２２３によって取得された受信信号Ｒｘ１、Ｒｘ２を合成する。すなわち、受信信号合成部２２７は、受信信号Ｒｘ１、Ｒｘ２を合成して合成受信信号を生成する。合成受信信号は、受信信号Ｒｘとして、係数決定部２２９およびキャンセル部２２４に出力される。
キャンセル信号生成部２３１において、キャンセル式生成部２２８は、送信信号取得部２２１によって取得された送信信号Ｔｘ１１、Ｔｘ１２、Ｔｘ２１、Ｔｘ２２から、受信信号Ｒｘに対する６つの３次相互変調歪を生成する。そして、キャンセル式生成部２２８は、受信信号Ｒｘに対して、生成された６つの３次相互変調歪から、キャンセル信号Ｃを生成するためのキャンセル式を生成する。すなわち、キャンセル式生成部２２８によって、上式（３）が生成される。そこで、キャンセル式生成部２２８は、受信信号Ｒｘに対して、生成されたキャンセル式と、係数決定部２２９により決定された係数とに基づいて、キャンセル信号Ｃを生成する。生成されたキャンセル信号Ｃは、キャンセル部２２４に出力される。
図１０は、実施例２に係る無線通信システムのキャンセル装置２００の受信信号合成部２２７の構成の一例を示すブロック図である。受信信号合成部２２７は、アップサンプリング部２３ａ、２３ｂと、周波数シフト部２４ａ、２４ｂと、信号合成部２５と、を有する。
受信信号取得部２２３により取得された受信信号Ｒｘ１は、アップサンプリング部２３ａによって信号レート変換処理が行われ、周波数シフト部２４ａによって周波数シフト処理が行われる。また、受信信号取得部２２３により取得された受信信号Ｒｘ２は、アップサンプリング部２３ｂによって信号レート変換処理が行われ、周波数シフト部２４ｂによって周波数シフト処理が行われる。その後、受信信号Ｒｘ１、Ｒｘ２は、信号合成部２５によって合成処理され、合成受信信号として受信信号Ｒｘが生成される。受信信号Ｒｘは、係数決定部２２９およびキャンセル部２２４に送出される。
図１１は、実施例２に係る無線通信システムのキャンセル装置２００の受信信号分離部２３２の構成の一例を示すブロック図である。受信信号分離部２３２は、周波数シフト部２６ａ、２６ｂと、ダウンサンプリング部２７ａ、２７ｂと、信号分離部２８と、を有する。
キャンセル部２２４により相互変調信号がキャンセルされた受信信号Ｒｘ（合成受信信号）は、周波数シフト部２６ａ、２６ｂによって周波数シフト処理が行われる。周波数シフト部２６ａ、２６ｂによって周波数シフト処理が行われた受信信号は、それぞれ、ダウンサンプリング部２７ａ、２７ｂによって信号レート変換処理が行われ、相互変調信号がキャンセルされた受信信号として受信信号Ｒｘ１、Ｒｘ２が生成される。受信信号Ｒｘ１、Ｒｘ２は、受信信号送出部２２５に送出される。
このように、キャンセル式生成部２２８において、本来では、受信信号Ｒｘ１、Ｒｘ２に対して、３次相互変調歪を生成する回路が５個必要としていたが、実施例２の構成では、受信信号Ｒｘに対して、３次相互変調歪を生成する回路が１個あればよい。したがって、実施例２に係る無線通信システムは、演算処理量の増大を抑制し回路規模を削減することができる。
［歪みキャンセル処理］
図１２は、実施例２に係る無線通信システムのキャンセル装置２００の歪みキャンセル処理の一例を示すフローチャートである。
ＲＥＣ１００から送信される送信信号Ｔｘ１１、Ｔｘ１２、Ｔｘ２１、Ｔｘ２２は、インタフェース２１０を介してプロセッサ２２０の送信信号取得部２２１によって取得される（ステップＳ１０１）。なお、送信信号取得部２２１によって取得された送信信号は、送信信号送出部２２２からインタフェース２４０を介してＲＥ３００ａ、３００ｂへ送出される。一方、ＲＥ３００ａ、ＲＥ３００ｂによって受信される受信信号Ｒｘ１、Ｒｘ２は、インタフェース２４０を介してプロセッサ２２０の受信信号取得部２２３によって取得される（ステップＳ１０２）。ＲＥ３００ａ、ＲＥ３００ｂにおける受信信号Ｒｘ１、Ｒｘ２には、それぞれ送信信号Ｔｘ１１、Ｔｘ１２、Ｔｘ２１、Ｔｘ２２の相互変調による相互変調信号が付加されている。
送信信号および受信信号が取得されると、プロセッサ２２０の受信信号合成部２２７によって、受信信号Ｒｘ１、Ｒｘ２が合成される。すなわち、受信信号Ｒｘ１、Ｒｘ２が受信信号Ｒｘに集約される（ステップＳ１０４）。受信信号Ｒｘ（合成受信信号）は、係数決定部２２９およびキャンセル部２２４に出力される。
その後、キャンセル信号生成部２３１のキャンセル式生成部２２８によって、送信信号取得部２２１によって取得された送信信号Ｔｘ１１、Ｔｘ１２、Ｔｘ２１、Ｔｘ２２から、受信信号Ｒｘに対する６つの３次相互変調歪が生成される。そして、キャンセル式生成部２２８によって、受信信号Ｒｘに対して、生成された１つの３次相互変調歪から、キャンセル信号Ｃを生成するためのキャンセル式が生成される（ステップＳ１０５）。すなわち、キャンセル式生成部２２８によって、上式（３）が生成される。そして、係数決定部２２９によって、例えば受信信号Ｒｘを用いた最小二乗法や相関検出などが実行されることにより、キャンセル式の係数が決定される（ステップＳ１０６）。ここでは、上式（３）の係数Ｓ３、Ｓ５、Ｓ７が係数決定部２２９によって決定される。
係数が決定された場合、キャンセル式によってキャンセル信号Ｃを生成することが可能となるため、キャンセル式生成部２２８によって、受信信号Ｒｘに対して、キャンセル信号Ｃが生成される（ステップＳ１０７）。生成されたキャンセル信号Ｃは、キャンセル部２２４に出力される。そして、キャンセル部２２４によって、受信信号Ｒｘにキャンセル信号Ｃが合成（加算）されることにより（ステップＳ１０８）、受信信号Ｒｘに付加された相互変調信号がキャンセルされる。相互変調信号がキャンセルされた後の受信信号Ｒｘは、受信信号分離部２３２によって、受信信号Ｒｘ１、Ｒｘ２に分離される（ステップＳ１０９）。その後、受信信号Ｒｘ１、Ｒｘ２は、受信信号送出部２２５によって、インタフェース２１０を介してＲＥＣ１００へ送出される（ステップＳ１１０）。
なお、実施例２において、受信信号合成部２２７は、受信信号Ｒｘ１、Ｒｘ２を合成しているが、これに限定されない。例えば、受信信号Ｒｘ１、Ｒｘ２がＷ−ＣＤＭＡに対応し、受信信号Ｒｘ３がＬＴＥに対応する場合、図１２において、受信信号合成部２２７は、複数の受信信号のうち、受信信号Ｒｘ１、Ｒｘ２を合成し、受信信号Ｒｘ３については合成しない。具体的には、受信信号合成部２２７は、受信信号Ｒｘ１、Ｒｘ２を合成して合成受信信号を生成することにより、受信信号Ｒｘ１、Ｒｘ２を受信信号Ｒｘに集約する（ステップＳ１０４）。受信信号Ｒｘ（合成受信信号）は、係数決定部２２９およびキャンセル部２２４に出力される。また、受信信号Ｒｘ３は合成されない。
この場合、キャンセル信号生成部２３１において、キャンセル式生成部２２８は、送信信号取得部２２１によって取得された送信信号Ｔｘ１１、Ｔｘ１２、Ｔｘ２１、Ｔｘ２２から、６つの３次相互変調歪を生成する。そこで、キャンセル式生成部２２８は、受信信号Ｒｘ、受信信号Ｒｘ３に対して、生成された６つの３次相互変調歪から、キャンセル信号Ｃを生成するためのキャンセル式を生成する（ステップＳ１０５）。キャンセル式生成部２２８は、キャンセル式の係数が係数決定部２２９によって決定されると、キャンセル式によって生成されるキャンセル信号Ｃをキャンセル部２２４へ出力する（ステップＳ１０７）。そして、キャンセル部２２４によって、受信信号Ｒｘ、受信信号Ｒｘ３にキャンセル信号Ｃが合成（加算）されることにより、受信信号Ｒｘ、受信信号Ｒｘ３に付加された相互変調信号がキャンセルされる（ステップＳ１０８）。
以上の説明により、実施例２に係る無線通信システムの歪みキャンセル装置（キャンセル装置２００）は、送信信号取得部２２１、受信信号取得部２２３、キャンセル信号生成部２３１、キャンセル部２２４を有する。キャンセル装置２００は、更に、受信信号合成部２２７、受信信号分離部２３２を有する。送信信号取得部２２１は、異なる周波数で無線送信される複数の送信信号Ｔｘ１１、Ｔｘ１２、Ｔｘ２１、Ｔｘ２２を取得する。受信信号取得部２２３は、複数の送信信号Ｔｘ１１、Ｔｘ１２、Ｔｘ２１、Ｔｘ２２によって発生する相互変調信号（３次相互変調歪）が付加された複数の受信信号Ｒｘ１、Ｒｘ２を取得する。受信信号合成部２２７は、複数の受信信号Ｒｘ１、Ｒｘ２のうちの少なくとも１組の受信信号を合成して少なくとも１つの合成受信信号（例えば合成受信信号Ｒｘ）を生成する。キャンセル信号生成部２３１は、複数の送信信号Ｔｘ１１、Ｔｘ１２、Ｔｘ２１、Ｔｘ２２、および、合成受信信号Ｒｘを用いた演算式により、相互変調信号に対応するキャンセル信号Ｃを生成する。キャンセル部２２４は、キャンセル信号Ｃに基づいて、合成受信信号Ｒｘに付加された相互変調信号をキャンセルする。受信信号分離部２３２は、相互変調信号がキャンセルされた合成受信信号Ｒｘを複数の受信信号Ｒｘ１、Ｒｘ２に分離する。
このように、実施例２に係る無線通信システムでは、まず、複数の受信信号Ｒｘ１、Ｒｘ２のうちの少なくとも１組の受信信号を合成して少なくとも１つの合成受信信号（合成受信信号Ｒｘ）を生成する。その後に、複数の送信信号Ｔｘ１１、Ｔｘ１２、Ｔｘ２１、Ｔｘ２２、および、合成受信信号Ｒｘを用いた演算式により、キャンセル信号Ｃを生成する。このため、実施例２に係る無線通信システムによれば、従来技術と比べて、相互変調信号（３次相互変調歪）を算出するときの演算処理量の増大を抑制することができ、装置の回路規模を削減することができる。
また、実施例２に係る無線通信システムにおいて、キャンセル信号生成部２３１は、複数の送信信号Ｔｘ１１、Ｔｘ１２、Ｔｘ２１、Ｔｘ２２、合成受信信号Ｒｘ、および、受信信号Ｒｘ３を用いた演算式により、キャンセル信号Ｃを生成する。受信信号Ｒｘ３は、複数の受信信号Ｒｘ１、Ｒｘ２、Ｒｘ３のうちの合成されていない受信信号である。キャンセル部２２４は、キャンセル信号Ｃに基づいて、合成受信信号Ｒｘおよび受信信号Ｒｘ３に付加された相互変調信号をキャンセルする。この場合でも、実施例２に係る無線通信システムによれば、従来技術と比べて、相互変調信号（３次相互変調歪）を算出するときの演算処理量の増大を抑制することができ、装置の回路規模を削減することができる。
なお、実施例１においては、複数の送信信号のうちの少なくとも１組の送信信号を合成し、実施例２においては、複数の受信信号のうちの少なくとも１組の受信信号を合成しているが、これに限定されない。実施例１、２を組み合わせてもよい。この場合の実施例を実施例３として以下に説明する。なお、実施例３では、実施例１、２と同一の構成には同一符号を付すことで、その重複する構成及び動作の説明については省略する。
［問題点とその解決策］
まず、従来の問題点、および、実施例３において上記問題点を解決する解決策について、具体例をあげて説明する。
例えば、信号をＷ−ＣＤＭＡとし、送信信号の中心周波数をｆ１１＝１９３２．５［ＭＨｚ］、ｆ１２＝１９３７．５［ＭＨｚ］、ｆ２１＝１９７２．５［ＭＨｚ］、ｆ２２＝１９７７．５［ＭＨｚ］とする。受信信号Ｒｘ１の受信周波数帯域は、１８９０〜１８９５ＭＨｚであり、受信信号Ｒｘ２の受信周波数帯域は、１８９５〜１９００ＭＨｚである。この場合、Ｗ−ＣＤＭＡにおいては、受信信号Ｒｘ１、Ｒｘ２に対して、５つの３次相互変調歪をキャンセルすることになる（図１７を参照）。このように、Ｗ−ＣＤＭＡにおいて、４キャリアの送信信号から３次相互変調歪を生成する場合、キャンセル式生成部２２８には、受信信号Ｒｘ１、Ｒｘ２に対して、３次相互変調歪を生成する回路が５個必要となる。
そこで、上記問題点を解決するために、実施例３では、複数の送信信号のうちの少なくとも１組の送信信号を合成し、複数の受信信号のうちの少なくとも１組の受信信号を合成する。図１３は、実施例３に係る無線通信システムにおける受信信号に対するキャンセル対象の３次相互変調歪の一例を示す説明図である。
例えば、実施例３では、複数の送信信号のうち、それぞれ異なる周波数ｆ１１、ｆ１２で送信される送信信号Ｔｘ１、Ｔｘ２（この場合、送信信号Ｔｘ１１、Ｔｘ１２）を合成する。また、実施例３では、複数の送信信号のうち、それぞれ異なる周波数ｆ２１、ｆ２２で送信される送信信号Ｔｘ３、Ｔｘ４（この場合、送信信号Ｔｘ２１、Ｔｘ２２）を合成する。このように、実施例３では、複数の送信信号のうちの少なくとも１組の送信信号を合成することにより、周波数ｆ１１、ｆ１２を周波数ｆ１に集約し、周波数ｆ２１、ｆ２２を周波数ｆ２に集約することが可能となる。
また、実施例３では、複数の受信信号のうち、受信信号Ｒｘ１、Ｒｘ２を合成する。このように、実施例３では、受信信号Ｒｘ１、Ｒｘ２を合成することにより、受信信号Ｒｘ１、Ｒｘ２を受信信号Ｒｘに集約することが可能となる。
実施例３において、キャンセル式生成部２２８は、４キャリアの送信信号から単純に３次相互変調歪を生成するのではなく、４キャリアの送信信号から２キャリアの送信信号に合成し、合成後の２キャリアの送信信号から３次相互変調歪を生成する。したがって、図１３に示すように、実施例３においては、受信信号Ｒｘ（合成受信信号）に対して、１つの３次相互変調歪として、ｆ１＊ｆ１＊ｃｏｎｊ（ｆ２）の３次相互変調歪をキャンセルすればよい。この場合、キャンセル式生成部２２８には、受信信号Ｒｘに対して、３次相互変調歪を生成する回路が１つ設けられていればよい。
［キャンセル装置２００の上記問題点を解決する構成］
図１４は、実施例３に係る無線通信システムのキャンセル装置２００のプロセッサ２２０の機能の一例を示すブロック図である。プロセッサ２２０は、図３の基本構成に対して、更に、実施例１における送信信号合成部２２６と、実施例２における受信信号合成部２２７および受信信号分離部２３２とを有する。
［歪みキャンセル処理］
図１５は、実施例３に係る無線通信システムのキャンセル装置２００の歪みキャンセル処理の一例を示すフローチャートである。
ＲＥＣ１００から送信される送信信号Ｔｘ１１、Ｔｘ１２、Ｔｘ２１、Ｔｘ２２は、インタフェース２１０を介してプロセッサ２２０の送信信号取得部２２１によって取得される（ステップＳ１０１）。なお、送信信号取得部２２１によって取得された送信信号は、送信信号送出部２２２からインタフェース２４０を介してＲＥ３００ａ、３００ｂへ送出される。一方、ＲＥ３００ａ、ＲＥ３００ｂによって受信される受信信号Ｒｘ１、Ｒｘ２は、インタフェース２４０を介してプロセッサ２２０の受信信号取得部２２３によって取得される（ステップＳ１０２）。ＲＥ３００ａ、ＲＥ３００ｂにおける受信信号Ｒｘ１、Ｒｘ２には、それぞれ送信信号Ｔｘ１１、Ｔｘ１２、Ｔｘ２１、Ｔｘ２２の相互変調による相互変調信号が付加されている。
送信信号および受信信号が取得されると、プロセッサ２２０の送信信号合成部２２６によって、送信信号Ｔｘ１１、Ｔｘ１２、Ｔｘ２１、Ｔｘ２２のうち、それぞれ異なる周波数ｆ１１、ｆ１２で送信される送信信号Ｔｘ１１、Ｔｘ１２が合成される。すなわち、周波数ｆ１１、ｆ１２が周波数ｆ１に集約される。また、送信信号合成部２２６によって、送信信号Ｔｘ１１、Ｔｘ１２、Ｔｘ２１、Ｔｘ２２のうち、それぞれ異なる周波数ｆ２１、ｆ２２で送信される送信信号Ｔｘ２１、Ｔｘ２２が合成される。すなわち、周波数ｆ２１、ｆ２２が周波数ｆ２に集約される（ステップＳ１０３）。それぞれ周波数ｆ１、ｆ２に集約された合成送信信号は、送信信号Ｔｘ１、Ｔｘ２としてキャンセル信号生成部２３１に出力される。
また、プロセッサ２２０の受信信号合成部２２７によって、受信信号Ｒｘ１、Ｒｘ２が合成される。すなわち、受信信号Ｒｘ１、Ｒｘ２が受信信号Ｒｘに集約される（ステップＳ１０４）。受信信号Ｒｘ（合成受信信号）は、係数決定部２２９およびキャンセル部２２４に出力される。
その後、キャンセル信号生成部２３１のキャンセル式生成部２２８によって、それぞれ周波数ｆ１、ｆ２に集約された送信信号Ｔｘ１、Ｔｘ２から、受信信号Ｒｘに対する１つの３次相互変調歪が生成される。そして、キャンセル式生成部２２８によって、受信信号Ｒｘに対して、生成された１つの３次相互変調歪から、キャンセル信号Ｃを生成するためのキャンセル式が生成される（ステップＳ１０５）。すなわち、キャンセル式生成部２２８によって、上式（３）が生成される。そして、係数決定部２２９によって、例えば受信信号Ｒｘを用いた最小二乗法や相関検出などが実行されることにより、キャンセル式の係数が決定される（ステップＳ１０６）。ここでは、上式（３）の係数Ｓ３、Ｓ５、Ｓ７が係数決定部２２９によって決定される。
係数が決定された場合、キャンセル式によってキャンセル信号Ｃを生成することが可能となるため、キャンセル式生成部２２８によって、受信信号Ｒｘに対して、キャンセル信号Ｃが生成される（ステップＳ１０７）。生成されたキャンセル信号Ｃは、キャンセル部２２４に出力される。そして、キャンセル部２２４によって、受信信号Ｒｘにキャンセル信号Ｃが合成（加算）されることにより（ステップＳ１０８）、受信信号Ｒｘに付加された相互変調信号がキャンセルされる。相互変調信号がキャンセルされた後の受信信号Ｒｘは、受信信号分離部２３２によって、受信信号Ｒｘ１、Ｒｘ２に分離される（ステップＳ１０９）。その後、受信信号Ｒｘ１、Ｒｘ２は、受信信号送出部２２５によって、インタフェース２１０を介してＲＥＣ１００へ送出される（ステップＳ１１０）。
以上の説明により、実施例３に係る無線通信システムの歪みキャンセル装置（キャンセル装置２００）は、送信信号取得部２２１、受信信号取得部２２３、キャンセル信号生成部２３１、キャンセル部２２４を有する。キャンセル装置２００は、更に、送信信号合成部２２６、受信信号合成部２２７、受信信号分離部２３２を有する。送信信号取得部２２１は、異なる周波数で無線送信される複数の送信信号Ｔｘ１１、Ｔｘ１２、Ｔｘ２１、Ｔｘ２２を取得する。受信信号取得部２２３は、複数の送信信号Ｔｘ１１、Ｔｘ１２、Ｔｘ２１、Ｔｘ２２によって発生する相互変調信号（３次相互変調歪）が付加された複数の受信信号Ｒｘ１、Ｒｘ２を取得する。送信信号合成部２２６は、複数の送信信号Ｔｘ１１、Ｔｘ１２、Ｔｘ２１、Ｔｘ２２のうちの少なくとも１組の送信信号を合成して少なくとも１つの合成送信信号（例えば合成送信信号Ｔｘ１、Ｔｘ２）を生成する。受信信号合成部２２７は、複数の受信信号Ｒｘ１、Ｒｘ２のうちの少なくとも１組の受信信号Ｒｘ１、Ｒｘ２を合成して少なくとも１つの合成受信信号（例えば合成受信信号Ｒｘ）を生成する。キャンセル信号生成部２３１は、合成送信信号Ｔｘ１、Ｔｘ２、および、合成受信信号Ｒｘを用いた演算式により、相互変調信号に対応するキャンセル信号Ｃを生成する。キャンセル部２２４は、キャンセル信号Ｃに基づいて、合成受信信号Ｒｘに付加された相互変調信号をキャンセルする。受信信号分離部２３２は、相互変調信号がキャンセルされた合成受信信号Ｒｘを複数の受信信号Ｒｘ１、Ｒｘ２に分離する。
このように、実施例３に係る無線通信システムでは、まず、複数の送信信号Ｔｘ１１、Ｔｘ１２、Ｔｘ２１、Ｔｘ２２のうちの少なくとも１組の送信信号を合成して少なくとも１つの合成送信信号（合成送信信号Ｔｘ１、Ｔｘ２）を生成する。また、複数の受信信号Ｒｘ１、Ｒｘ２のうちの少なくとも１組の受信信号を合成して少なくとも１つの合成受信信号（合成受信信号Ｒｘ）を生成する。その後に、合成送信信号Ｔｘ１、Ｔｘ２、および、合成受信信号Ｒｘを用いた演算式によりキャンセル信号Ｃを生成する。このため、実施例３に係る無線通信システムによれば、従来技術と比べて、相互変調信号（３次相互変調歪）を算出するときの演算処理量の増大を抑制することができ、装置の回路規模を削減することができる。
なお、上記各実施例においては、キャンセル装置２００のプロセッサ２２０によって歪みキャンセル処理が実行されるものとしたが、キャンセル装置２００は、必ずしも独立した装置として配置されなくても良い。すなわち、キャンセル装置２００のプロセッサ２２０の機能が例えばＲＥＣ１００のプロセッサ１１０に備えられていても良い。また、プロセッサ２２０と同等の機能を有するプロセッサがＲＥ３００ａまたはＲＥ３００ｂに備えられていても良い。
上記各実施例において説明した歪みキャンセル処理をコンピュータが実行可能なプログラムとして記述することも可能である。この場合、このプログラムをコンピュータが読み取り可能な記録媒体に格納し、コンピュータに導入することも可能である。コンピュータが読み取り可能な記録媒体としては、例えばＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤディスク、ＵＳＢメモリなどの可搬型記録媒体や、例えばフラッシュメモリなどの半導体メモリが挙げられる。
２０ａ、２０ｂ アップサンプリング部
２１ａ、２１ｂ 周波数シフト部
２２ 信号合成部
２３ａ、２３ｂ アップサンプリング部
２４ａ、２４ｂ 周波数シフト部
２５ 信号合成部
２６ａ、２６ｂ 周波数シフト部
２７ａ、２７ｂ ダウンサンプリング部
１００ ＲＥＣ
１１０ プロセッサ
１２０ メモリ
１３０ インタフェース
２００ キャンセル装置
２１０ インタフェース
２２０ プロセッサ
２２１ 送信信号取得部
２２２ 送信信号送出部
２２３ 受信信号取得部
２２４ キャンセル部
２２５ 受信信号送出部
２２６ 送信信号合成部
２２７ 受信信号合成部
２２８ キャンセル式生成部
２２９ 係数決定部
２３０ メモリ
２３１ キャンセル信号生成部
２３２ 受信信号分離部
２４０ インタフェース
３００ａ、３００ｂ ＲＥ
３１０ａ、３１０ｂ、３１１ａ、３１１ｂ アンテナ

Claims (7)

  1. 異なる周波数で無線送信される複数の送信信号を取得する送信信号取得部と、
    前記複数の送信信号によって発生する相互変調信号が付加された複数の受信信号を取得する受信信号取得部と、
    前記複数の送信信号のうちの少なくとも１組の送信信号を合成して少なくとも１つの合成送信信号を生成する送信信号合成部と、
    前記少なくとも１つの合成送信信号、および、前記複数の受信信号を用いた演算式により、前記相互変調信号に対応するキャンセル信号を生成するキャンセル信号生成部と、
    前記キャンセル信号に基づいて、前記複数の受信信号に付加された前記相互変調信号をキャンセルするキャンセル部と、
    を有することを特徴とする歪みキャンセル装置。
  2. 前記キャンセル信号生成部は、前記少なくとも１つの合成送信信号、前記複数の送信信号のうちの合成されていない送信信号、および、前記複数の受信信号を用いた演算式により、前記キャンセル信号を生成する、
    ことを特徴とする請求項１に記載の歪みキャンセル装置。
  3. 前記複数の受信信号のうちの少なくとも１組の受信信号を合成して少なくとも１つの合成受信信号を生成する受信信号合成部と、
    受信信号分離部と、
    を更に有し、
    前記キャンセル信号生成部は、前記少なくとも１つの合成送信信号、および、前記少なくとも１つの合成受信信号を用いた演算式により、前記キャンセル信号を生成し、
    前記キャンセル部は、前記キャンセル信号に基づいて、前記少なくとも１つの合成受信信号に付加された前記相互変調信号をキャンセルし、
    前記受信信号分離部は、前記相互変調信号がキャンセルされた前記少なくとも１つの合成受信信号を前記複数の受信信号に分離する、
    ことを特徴とする請求項１または２に記載の歪みキャンセル装置。
  4. 異なる周波数で無線送信される複数の送信信号を取得する送信信号取得部と、
    前記複数の送信信号によって発生する相互変調信号が付加された複数の受信信号を取得する受信信号取得部と、
    前記複数の受信信号のうちの少なくとも１組の受信信号を合成して少なくとも１つの合成受信信号を生成する受信信号合成部と、
    前記複数の送信信号、および、前記少なくとも１つの合成受信信号を用いた演算式により、前記相互変調信号に対応するキャンセル信号を生成するキャンセル信号生成部と、
    前記キャンセル信号に基づいて、前記少なくとも１つの合成受信信号に付加された前記相互変調信号をキャンセルするキャンセル部と、
    前記相互変調信号がキャンセルされた前記少なくとも１つの合成受信信号を前記複数の受信信号に分離する受信信号分離部と、
    を有することを特徴とする歪みキャンセル装置。
  5. 前記キャンセル信号生成部は、前記複数の送信信号、前記少なくとも１つの合成受信信号、および、前記複数の受信信号のうちの合成されていない受信信号を用いた演算式により、前記キャンセル信号を生成し、
    前記キャンセル部は、前記キャンセル信号に基づいて、前記少なくとも１つの合成受信信号および前記合成されていない受信信号に付加された前記相互変調信号をキャンセルする、
    ことを特徴とする請求項３または４に記載の歪みキャンセル装置。
  6. 異なる周波数で無線送信される複数の送信信号を取得し、
    前記複数の送信信号によって発生する相互変調信号が付加された複数の受信信号を取得し、
    前記複数の送信信号のうちの少なくとも１組の送信信号を合成して少なくとも１つの合成送信信号を生成し、
    前記少なくとも１つの合成送信信号、および、前記複数の受信信号を用いた演算式により、前記相互変調信号に対応するキャンセル信号を生成し、
    前記キャンセル信号に基づいて、前記複数の受信信号に付加された前記相互変調信号をキャンセルする、
    処理を有することを特徴とする歪みキャンセル方法。
  7. 異なる周波数で無線送信される複数の送信信号を取得し、
    前記複数の送信信号によって発生する相互変調信号が付加された複数の受信信号を取得し、
    前記複数の受信信号のうちの少なくとも１組の受信信号を合成して少なくとも１つの合成受信信号を生成し、
    前記複数の送信信号、および、前記少なくとも１つの合成受信信号を用いた演算式により、前記相互変調信号に対応するキャンセル信号を生成し、
    前記キャンセル信号に基づいて、前記少なくとも１つの合成受信信号に付加された前記相互変調信号をキャンセルし、
    前記相互変調信号がキャンセルされた前記少なくとも１つの合成受信信号を前記複数の受信信号に分離する、
    処理を有することを特徴とする歪みキャンセル方法。
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