特許ウォッチ

公開番号2025072032
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-09
出願番号2023182515
出願日2023-10-24
発明の名称デルタシグマ変調装置及びデルタシグマ変調方法
出願人日本電気株式会社
代理人個人
主分類H03M 3/02 20060101AFI20250430BHJP(基本電子回路)
要約【課題】デルタシグマ変調を通して出力された信号が伝送される過程において、当該信号に生じる歪みを抑えること。
【解決手段】デルタシグマ変調装置1300は、入力信号としての第1の信号に対してデルタシグマ変調を実行して、第2の信号を出力し、第2の信号と、第2の信号の伝送路を経て生成された第3の信号とを用いて、伝送路歪みモデル1321のパラメータを学習し、第2の信号を伝送路歪みモデル1321に入力して、第2の信号の伝送路の少なくとも一部を経て生成される信号の近似値である第4の信号を出力し、第4の信号を用いて、第1の信号に対してデルタシグマ変調を実行して、第2の信号を出力する。
【選択図】図13

特許請求の範囲【請求項１】
入力信号としての第１の信号に対してデルタシグマ変調を実行して、第２の信号を出力するデルタシグマ変調部と、
前記第２の信号と、前記第２の信号の伝送路を経て生成された第３の信号とを用いて、混合モデル及びフィルタ構造を少なくとも含む伝送路歪みモデルのパラメータを学習する学習部と、
前記第２の信号を前記伝送路歪みモデルに入力して、前記第２の信号の前記伝送路の少なくとも一部を経て生成される信号の近似値である第４の信号を出力するモデル処理部と、
を備え、
前記デルタシグマ変調部は、前記第４の信号を用いて、前記第１の信号に対して前記デルタシグマ変調を実行して、前記第２の信号を出力する、
デルタシグマ変調装置。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記混合モデルは、前記第２の信号を入力信号として受け取り、前記フィルタ構造の係数を出力し、
前記フィルタ構造は、前記係数を前記第２の信号に適用して、前記第４の信号を出力する、
請求項１に記載のデルタシグマ変調装置。
【請求項３】
前記伝送路歪みモデルは、線形フィルタを更に含み、
前記モデル処理部は、前記フィルタ構造の出力に対して前記線形フィルタを適用して、前記第４の信号を出力する、
請求項１に記載のデルタシグマ変調装置。
【請求項４】
前記線形フィルタは、ＦＩＲ（Finite impulse response）又はＩＩＲ（Infinite Impulse Response）である、
請求項３に記載のデルタシグマ変調装置。
【請求項５】
前記混合モデルは、２つ以上の層を含むニューラルネットワークによって構成されている、
請求項１～４の何れか一項に記載のデルタシグマ変調装置。
【請求項６】
前記学習部は、前記混合モデル及び前記フィルタ構造における演算の一部を削減するための情報を、前記モデル処理部に送信し、
前記モデル処理部は、前記情報に基づいて、前記演算の一部を削減する、
請求項５に記載のデルタシグマ変調装置。
【請求項７】
前記学習部は、前記第２の信号の前記伝送路を模擬したモデルを通して前記第２の信号から生成される第５の信号と、前記第３の信号とを用いて、前記伝送路歪みモデルの前記パラメータを学習する、
請求項５に記載のデルタシグマ変調装置。
【請求項８】
前記学習部は、誤差伝播学習を用いて、前記第５の信号と前記第３の信号との間の誤差ノルムを最小化するように、前記伝送路歪みモデルの前記パラメータを決定する、
請求項７に記載のデルタシグマ変調装置。
【請求項９】
入力信号としての第１の信号に対してデルタシグマ変調を実行して、第２の信号を出力することと、
前記第２の信号と、前記第２の信号の伝送路を経て生成された第３の信号とを用いて、混合モデル及びフィルタ構造を少なくとも含む伝送路歪みモデルのパラメータを学習することと、
前記第２の信号を前記伝送路歪みモデルに入力して、前記第２の信号の前記伝送路の少なくとも一部を経て生成される信号の近似値である第４の信号を出力することと、
前記第４の信号を用いて、前記第１の信号に対して前記デルタシグマ変調を実行して、前記第２の信号を出力することと、
を含む、
デルタシグマ変調方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、デルタシグマ変調装置及びデルタシグマ変調方法に関する。
続きを表示（約 2,700 文字）【背景技術】
【０００２】
無線通信の分野において、トラフィックの増大に対処するために、高速通信を実現するための技術の開発が進んでいる。通常、高速通信を実現するために、無線通信装置は、高速で且つ高精度なＤＡＣ（Digital-to-Analog Converter）を備える必要がある。しかし、このような装置の消費電力は大きくなるという課題がある。
【０００３】
この課題を解決するために、デルタシグマ変調が使用される場合がある（例えば、特許文献１、非特許文献１及び非特許文献２を参照）。デルタシグマ変調は、入力信号としてのアナログ信号を量子化信号（パルス列）に変換する処理である。デルタシグマ変調は、ＤＡＣの分解能の要求を（場合によっては１ビットまで）下げることができる。これにより、無線通信装置の消費電力を低減させることができる。
【０００４】
一方、無線通信装置において、無線アクセスネットワーク装置の複数の機能が物理的に離れた２つの装置に分割される構成が知られている。例えば、基地局は、ベースバンドユニット（Base Band Unit：ＢＢＵ）及びリモートユニット（Remote Unit：ＲＵ）に分割される。なお、ＲＵは、ＲＲＵ（Remote Radio Unit）、ＲＲＨ（Remote Radio Head）又はＲＡＵ（Remote Antenna Unit）と称呼されてもよい。ＢＢＵとＲＵとは通信路（例えば、光ファイバ）を介して接続される。この構成において、ＢＢＵとＲＵとの間の信号の伝送は、ＲｏＦ（Radio over Fiber）技術が使用される。
【０００５】
近年、デルタシグマ変調及びＲｏＦ技術を使用したシステムが検討されている（例えば、特許文献２、非特許文献３及び非特許文献４を参照）。以降において、このようなシステムは、「ＲｏＦシステム」と称呼される。ＲｏＦシステムにおいては、デルタシグマ変調によって出力されたパルス列が、光ファイバを介してＢＢＵからＲＵへと送信される。この場合、ＲＵは、パルス列を、例えば、アナログのバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）を通して、デルタシグマ変調の前の元のアナログ信号へと復元する。ＲＵがＤＡＣを備える必要がないので、ＲＵの消費電力を低減させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
国際公開第２０１６/１０３９８１号明細書
国際公開第２０２３/０２１６２５号明細書
【非特許文献】
【０００７】
Ｔ．Ｍａｅｈａｔａ，Ｓ．Ｋａｍｅｄａ，ａｎｄＮ．Ｓｕｅｍａｔｓｕ， “１－ｂｉｔｆｅｅｄｆｏｒｗａｒｄｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒｂａｎｄｐａｓｓｄｅｌｔａ－ｓｉｇｍａｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ，” ＩＥＩＣＥＴｒａｎｓ．Ｃｏｍｍｕｎ．，ｖｏｌ．Ｅ９９－Ｂ，ｎｏ．５，ｐｐ．１０８７－１０９２，Ｍａｙ２０１６
Ａ．Ｆｒａｐｐｅ，Ａ．Ｆｌａｍｅｎｔ，Ｂ．Ｓｔｅｆａｎｅｌｌｉ，Ａ．Ｋａｉｓｅｒ，ａｎｄＡ．Ｃａｔｈｅｌｉｎ， “Ａｎａｌｌ－ｄｉｇｉｔａｌＲＦｓｉｇｎａｌｇｅｎｅｒａｔｏｒｕｓｉｎｇｈｉｇｈ－ｓｐｅｅｄＳＤｍｏｄｕｌａｔｏｒｓ，” ＩＥＥＥＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｏｌｉｄ－ＳｔａｔｅＣｉｒｃｕｉｔｓ，ｖｏｌ．４４，ｎｏ．１０，ｐｐ．２７２２－２７３２，Ｏｃｔ．２００９
Ｈ．Ｌｉｅｔａｌ．， “Ｒｅａｌ－Ｔｉｍｅ１００－ＧＳ／ｓＳｉｇｍａ－ＤｅｌｔａＭｏｄｕｌａｔｏｒｆｏｒＡｌｌ－ＤｉｇｉｔａｌＲａｄｉｏ－ｏｖｅｒ－ＦｉｂｅｒＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ，” Ｊ．Ｌｉｇｈｔｗ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．ｖｏｌ．３８，ｎｏ．２，ｐｐ．３８６－３９３，Ｊｕｌ．２０１９．
Ｍ．Ｔａｎｉｏｅｔａｌ．，“ＷｉｄｅｂａｎｄＤｅｌｔａ－ＳｉｇｍａＲａｄｉｏ－ｏｖｅｒ－ＦｉｂｅｒＥｍｂｅｄｄｉｎｇａＰｕｌｓｅ－ＤｉｓｔｏｒｔｉｏｎＭｏｄｅｌｆｏｒＢｅｙｏｎｄ５Ｇ，” ２０２２ＩＥＥＥ９６ｔｈＶｅｈｉｃｕｌａｒＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅ（ＶＴＣ２０２２－Ｆａｌｌ），Ｌｏｎｄｏｎ，ＵｎｉｔｅｄＫｉｎｇｄｏｍ，２０２２，ｐｐ．１－５．
ＳｏｎｇＨａｎ，ＪｅｆｆＰｏｏｌ，ＪｏｈｎＴｒａｎ，ＷｉｌｌｉａｍＪ．Ｄａｌｌｙ、“ＬｅａｒｎｉｎｇｂｏｔｈＷｅｉｇｈｔｓａｎｄＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎｓｆｏｒＥｆｆｉｃｉｅｎｔＮｅｕｒａｌＮｅｔｗｏｒｋｓ”、ＩｎＡｄｖａｎｃｅｓｉｎＮｅｕｒａｌＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＳｙｓｔｅｍｓ、２０１５年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、非特許文献１に記載されているように、デルタシグマ変調を用いる構成において、波形に生じる歪みに起因して、スペクトラムリーク（spectrum leakage）という現象が生じることが知られている。ここで、スペクトラムリークとは、所望の周波数帯域の周辺の帯域（即ち、所望の周波数帯域以外の帯域）の信号成分が生じる現象である。
【０００９】
特許文献１は、デルタシグマ変調自体によって生じる歪みを補償する技術を開示している。具体的には、特許文献１の技術は、パルス列におけるパルスの立ち上がりと立ち下がりとの非対称性に起因する歪みを補償する。しかし、特許文献１の技術では、例えば、上述したＲｏＦシステムにおいて、パルス列の伝送の過程において生じる歪みを補償することができない。
【００１０】
一方で、特許文献２及び非特許文献４は、伝送路の歪みモデルをデルタシグマ変調に組み込むことによって、ＲｏＦシステムにおいてパルス列の伝送路で生じる歪みを補償することが可能である。しかし、例えば特許文献２に記載されている関連技術のモデルの表現力は不足しており、伝送路の歪みを再現できていない可能性がある。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許