CN101167243B - 极坐标调制电路、集成电路和无线电设备 - Google Patents

Abstract

一种极坐标调制电路，其中在确保补偿准确性的同时，可减少存储在存储器中的数据量，并且可抑制关于失真补偿的电路规模的增加。根据本发明的极坐标调制电路，划分对于在应用控制电压之后建立的稳定状态下的控制电压的输出信号特性，并将其存储到用于存储要被用于相加预定DC偏移电压的数据的偏移存储单元(101a)，并且还将其存储到用于存储要用于相乘预定系数的数据的系数存储单元(102)，其中所述输出信号特性与输入高频信号的预定输入幅度有关、并且对于放大器的失真补偿是必要的，从而在确保补偿准确性的同时，可减少关于失真补偿的电路规模。

Description

极坐标调制电路、集成电路和无线电设备

技术领域

本发明涉及一种极坐标(polar)调制电路，其包括用于补偿来自放大器的输出信号失真的失真补偿电路，以及包括极坐标调制电路的集成电路和无线电设备。

背景技术

在近几年的蜂窝电话服务中，随着对除了语音通信以外的数据通信的增长的需求，增强通信速度变得更加关键。例如，在欧洲和亚洲区域广泛使用的GSM(全球移动通信系统)方式中，语音通信传统地采用了GMSK调制，所述GMSK调制根据发送数据移动载波的相位。此外，已经提出了EDGE(GSM发展的增强型数据速率)方式，凭借此方式通过根据发送的数据移动载波的相位和幅度(amplitude)，以每个码元包括与GMSK调制相比的三倍比特信息的3π/8旋转8-PSK调制(以下称为8-PSK调制)来执行数据通信。

在伴随着例如8-PSK调制的幅度波动的线性调制方式中，严格地需要无线电设备发送器中PA(功率放大器)的线性度。通常，在功率放大器的线性区中的功率效率低于饱和区中的功率效率。因此，当对于线性调制方式采用相关技术正交调制时，难以提供高效率。

(通过极坐标调制方式获得的高效率)

因此，已知用于合成幅度调制(amplitude modulation)的方式。该方式包括以下步骤：将发送信号分解为恒定幅度相位信号和幅度信号；基于恒定幅度相位信号、通过使用相位调制器相位调制发送信号；并且在功率放大器执行饱和操作的电平输入恒定幅度相位调制信号，并且以高速驱动用于功率放大器的控制电压。此方式称为EER方法(包络消除和恢复)或极坐标调制(极坐标调制的方式或极坐标调制方式)，并且通过线性调制方式提供功率放大器的高效率(例如，参考非专利文献1)。在以下的描述中，为了明确本系统的调制方式与正交调制方式是不同的，此方式称为极坐标调制方式。

图10是在IQ直角坐标上绘制在EDGE方式中使用的8-PSK调制信号的图，图11是从GSM的一个时隙(577[μs])中的200到400[μs]部分提取所述8-PSK调制信号的振幅分量的图。在图11中，水平轴代表从该时隙的开始经过的时间，而垂直轴代表幅度信号的幅度。

如图11所示，为了表现包括在2[μs]内的幅度的最大值和最小值的拐点的幅度信号，失真补偿技术对于增强用于高速驱动功率放大器的控制电压的输出响应是必不可少的。

(在极坐标调制方式中的失真(distortion)补偿：预矫正(predistortion)方式)

在用于增强极坐标调制方式中功率放大器的输出响应的失真补偿技术的相关技术例子中，将在饱和操作类型功率放大器中、对于预定高频信号幅度预先获得的输出信号幅度和传递(passing)相位的控制电压特性存储在存储器中，并且在参考存储器的同时执行预矫正方式的失真补偿(例如，参考专利文献1)。

图12是对其应用了在专利文献1中描述的预矫正方式的失真补偿的相关技术极坐标调制设备的框图。如图12所示，极坐标调制设备包括功率放大器1100、极坐标调制单元1101、存储器1102、包括幅度信息校正单元1103和幅度调制单元1104的幅度控制器1105、以及包括相位信息校正单元1106和相位调制单元1107的相位调制信号生成器1108。

极坐标转换单元1101将从基带信号生成器单元(未示出)输入的IQ信号分离为幅度信号r(t)和恒定幅度的相位信号θ(t)。虽然在专利文献1中未描述，但是可做出归一化，使得r(t)具有为1的最大值。

对于预定的输入高频信号幅度，存储器1102存储相对于功率放大器1100的输入控制信号的输出信号幅度特性(AM-AM：幅度调制到幅度调制转换，AM：Amplitude Modulation to Amplitude Modulation conversion)的正特性和通过相位特性(AM-PM：幅度调制到相位调制转换，Amplitude Modulation toPhase Modulation conversion)。然后，存储器1102根据输入幅度信号r(t)，输出具有功率放大器1100的逆特性的幅度校正信号和相位校正信号。逆特性是指预定常数的正特性的反函数的倍数。

幅度信息校正单元1103基于从存储器1102输出的幅度校正信号来校正输入幅度信号r(t)。幅度调制单元1104基于来自幅度信息校正单元1103的输出信号，以高速驱动功率放大器1100的控制电压。

相位信息校正单元1106基于从存储器1102输出的相位校正信号来校正输入相位信号。相位调制单元1107基于从相位信息校正单元1106输出的信号执行相位调制。

以此方法，考虑到相对于功率放大器的输入控制信号的输出特性的逆特性，预矫正的幅度调制信号和相位调制信号具有由实际幅度压缩(AM-AM失真)和交叉调制(AM-PM失真)影响的、由功率放大器生成的期望输出幅度和相位。这增强了输入控制电压的输出响应(线性度)。

(极坐标调制方式中的AM-AM特性；不通过原点)

虽然未在专利文献1中公开，但是将描述存储器1102中存储的特性的例子。在输入高频信号幅度为常量的条件下，基于输入控制信号的输出信号幅度特性(AM-AM)，创建用于存储器1102中存储的AM-AM特性补偿的数据。在输入控制信号之后、稳定输出信号幅度时获得该数据。由即使延伸线性区域时也不通过原点的曲线代表AM-AM特性，即，在功率放大器的某些装置结构中、由图13中的实线所示出的曲线。

在图13中，水平轴代表应用于功率放大器1100的控制电压，而垂直轴代表来自功率放大器1100的输出电压。图中由实线示出的曲线(A)代表在应用了预定控制电压的情况下获得的基频的输出电压特性。由虚线示出的直线(A)代表该曲线的延伸的线性区域特性。

因此，在存储器1102中存储的用于AM-AM特性补偿的数据相应于在图13中由实线示出的曲线(A)的预定间隔采样的点(与垂直轴垂直的直线和曲线的交叉点)。

然后，在图14中示出了对其应用预矫正方式的失真补偿(AM-AM特性)的极坐标调制设备中的失真补偿处理的例子。通过采用在图11中示出的幅度信号为例，图14示出了当由图13中示出的输入控制信号的输出信号幅度特性(AM-AM)的逆特性，即由功率放大器1100的输出来代表幅度信号时，控制电压和用于发现要应用到功率放大器1100的控制电压的幅度信号之间的关系。

图14中，水平轴代表应用于功率放大器1100的控制电压，而垂直轴代表来自功率放大器1100的输出电压。图中由实线示出的曲线(A)代表在应用了预定控制电压的情况下获得的基频的输出电压特性。由虚线示出的直线(A)代表该曲线的延伸线性区域的特性。

在存储于存储器中的数据的采样间隔相对于图13或图14中的输入控制信号的输出信号幅度特性(AM-AM)窄的情况下，可能准确地表现幅度信号，即，通过增加在存储器中存储的数据的容量的折衷来确保补偿准确性。在存储于存储器中的数据的采样间隔宽的情况下，可能通过降级补偿准确性的折衷来减少在存储器中存储的数据的容量。

因此，在预矫正方式的失真补偿中，重要的是减少存储在存储器中的数据的容量，同时确保补偿的准确性。同样重要的是，抑制关于失真补偿的电路规模的增加。

(在正交调制方式1中的失真补偿：设置线性区域的宽采样间隔)

在用于减少存储于存储器中的数据的容量同时确保关于在正交调制方式中预矫正方式的失真补偿(AM-AM特性)的补偿准确性的第一示例相关技术方法中，对于功率放大器的特性是线性的区域设置宽的补偿数据的采样间隔，而对于功率放大器的特性是非线性的区域设置窄的补偿数据的采样间隔。以此方法，将输入信号转换为用于存取存储器的地址(例如，参考专利文献2)。

图15是示出在专利文献2中描述的正交调制方式中预矫正方式的相关技术失真补偿电路的框图。如图15中所示，失真补偿电路1400包括振幅分量提取电路1401、存储器1402、校正单元1403和地址计算电路1404。

(正交坐标调制方式中的AM-AM特性：通过原点)

幅度提取电路1401从由基带信号发生器(未示出)输入的IQ信号中提取调制信号的振幅分量(幅度值(a))。存储器1402存储在控制电压恒定的情况下、如图16中的实线和虚线所示的功率放大器的输入高频信号的输出幅度特性(AM-AM)的正特性和输入高频信号的传递(passing)相位特性(AM-PM)。随后，存储器1402根据从地址计算电路1404输出的地址值(b)输出功率放大器的逆特性的校正信号。

在图16中，水平轴代表输入高频信号的幅度，垂直轴(左侧)代表输出信号的幅度，而垂直轴(右侧)代表对于将输入高频信号作为参考的输出信号的相位旋转量(通过的相位)。通常，通过相位中的改变在输出信号幅度特性的线性区域相对于输入高频信号小，而在非线性区域相对于输入高频信号大。

校正单元1403基于校正信号校正从基带信号发生器(未示出)输入的IQ信号。根据从振幅分量提取电路1401输出的幅度值(a)，地址计算电路1404获得作为在存取存储于存储器1402中的数据中使用的参考值的地址值(b)。

在正交调制方式的预矫正方式的失真补偿中，典型地使用用于执行复数乘法的乘法电路。乘法电路将从基带信号发生器(未示出)输入的IQ信号乘以校正信号，作为功率放大器的逆特性。

在特性曲线经过原点的情况下，例如图16中的实线所示的输入高频信号的输出信号幅度特性(AM-AM)的情况，被乘以振幅分量的乘法器系数是常数，并且在梯度是常数的线性区域中，通过相位(AM-PM)中的改变小。因此，与在非线性区域中的采样间隔相比，可能加宽存储在存储器1402中的校正数据的采样间隔，而不会降级补偿准确性。

存储器1402使用以上关系来加宽在线性区域中的采样间隔，并缩窄在非线性区域中的采样间隔以存储校正数据。地址计算电路1404执行采样间隔的转换，以便补偿在存储器1402中存储的数据的采样间隔的非恒定性。

将参考在专利文献2中描述的图17和图18来描述以上转换处理。图17示出了在专利文献2中描述的地址计算电路1404中采样间隔的转换处理。

在图17中，左侧一列示出了从振幅分量提取电路1401输出并以恒定间隔被采样的的幅度值(a)。右侧一列示出了输出到存储器1402中的地址值(b)，其中多个幅度值(a)相应于单个地址值(b)。

图18示出了存储在存储器1402中的校正信号的例子。在图18中，左侧一列示出了从地址计算电路1404输出的地址值(b)，而右侧一列示出了要输出到校正电路1403的校正信号。

如图17所示，通过以表格的形式保留幅度值(a)和地址值(b)之间的相应关系、明确地表达相应关系或对相应关系的条件做出判断，可能转换采样间隔。如18所示，存储在存储器1402中的补偿数据量小于当在线性和非线性区域两者中都以恒定间隔做出采样时获得的数据量。

(正交调制方式2中的失真补偿：将来自近似函数的差分存储到存储器中)

在用于减少存储在存储器中的数据的容量同时确保关于正交调制方式中预矫正方式的失真补偿(AM-AM特性)的补偿准确性的第二示例相关技术方法中，同样地近似关于可能经受线性函数近似的功率放大器的输入高频信号的输出信号幅度特性(AM-AM)的任意部分，并且将近似函数和原始特性之间的差分存储到存储器中(例如，参考专利文献3)。

图19是示出在专利文献3中描述的正交调制方式中预矫正方式的相关技术失真补偿电路的框图。如图19中所示，失真补偿电路包括极坐标转换单元1101、作为幅度信息校正单元的加法器电路1103、相位信息校正单元1106、近似函数加法器单元1801和存储器1802。虽然未示出，但是来自加法器电路1103的输出幅度信号与来自相位校正单元1106的输出相位信号合成，并且将作为结果的合成信号再次转换为IQ信号格式。将被再转换的IQ信号输入到正交调制器(未示出)中。因此，与存储在图15中示出的存储器1402中的数据类似，存储在存储器1802中的数据是在控制电压恒定的情况下、关于功率放大器的输入高频信号的输出幅度特性(AM-AM)的正特性和通过相位特性(AM-PM)。

近似函数加法器单元1801中在输入信号r(t)和输出信号r2(t)之间的关系如下式表示：

r2(t)＝A×r(t)+B。

对于与图12中解释对其应用预矫正方式的失真补偿、在专利文献1中描述的相关技术极坐标调制设备的相同部分，给定了相同的附图标记，并且省略了相应的描述。

图20示出了在专利文献3中描述的近似函数加法器单元1801和存储器1802的功能。在图20中，水平轴代表输入高频信号的幅度，而垂直轴代表输出信号的幅度。图20中的实线代表关于功率放大器的输入高频信号的输出信号幅度特性(AM-AM)的逆特性。虚线示出由线性函数(y＝Ax+B，B＝0)代表并且被添加到近似函数加法器单元1801中的近似函数。存储器1802存储AM-AM逆特性和近似函数之间的误差。

以此方法，通过使用在近似函数加法器单元1801中的线性函数近似并将在希望特性和近似函数之间的差分数据存储到存储器1802中，可能减少由存储在存储器1802中的近似函数代表的线性区域中的补偿数据。这与将包括线性区域的所有区域中的校正数据存储在存储器1802中相比，减少了存储在存储器1802中的数据的容量。

专利文献1：JP-T-2004-501527(图10)

专利文献2：JP-A-2002-135349(图1、2)

专利文献3：JP-A-2000-201099(图1、3a、3b)

非专利文献1：Kenington，Peter B，“High-Linearity RF Amplifier Design”，Artech House Publishers(第427页，图7.1)

发明内容

本发明解决的问题

以此方法，在正交调制方式中的预矫正方式的失真补偿(AM-AM特性)中，若将作为补偿数据源的AM-AM特性的线性区域延长，则如之前所描述的，特性曲线通过原点。在极坐标调制方式中的预矫正方式的失真补偿(AM-AM特性)中，即使将作为补偿数据源的AM-AM特性的线性区域延长，如之前所描述，特性曲线不通过原点，其包括偏移分量。

因此，为了将在正交调制方式中的预矫正方式的失真补偿(AM-AM特性)应用于极坐标调制方式，偏移分量的校正很关键。此外，在预矫正方式的失真补偿中，在确保补偿准确性的同时，减少存储在存储器中的数据的容量，并且抑制关于失真补偿的电路规模的增加很重要。

根据在专利文献2中描述的正交调制方式中的预矫正方式的第一相关技术失真补偿电路，对于功率放大器的AM-AM特性的线性区域设置宽的补偿数据的采样间隔，而对于非线性区域设置窄的补偿数据的采样间隔。由此实现了在确保补偿准确性的同时减少了存储在存储器中的数据容量。

在采样间隔转换中使用表格的方法、公式方法和阈值确定方法中的任意一个都会有增加除了存储器以外的失真补偿的电路规模的可能性。此外，由于在专利文献2中没有考虑极坐标调制方式，所以也没有描述用于校正偏移电压的方法。因此，难以应用于极坐标调制方式。

根据在专利文献3中描述的正交调制方式中的预矫正方式的第二相关技术失真补偿电路，对线性和非线性区域都适用表示功率放大器的线性区域的线性函数的近似。只对非线性区域，将非线性区域和近似线性函数之间的误差校正用的差分值数据存储在存储器中，并且与输入信号相加。由此，在确保补偿准确性的同时减少了存储在存储器中的数据的容量。

由于此相关技术示例没有考虑极坐标调制方式，所以没有关于校正偏移电压的方法描述。但是，对于具有偏移电压的曲线准备最佳的近似函数，可以抑制存储器中的增加。

但是，在极坐标调制方式中，在AM-AM特性中偏移电压的影响下，近似函数具有不等于0的截距(intercept)(B)的线性函数，这就需要进行对所述差分值数据的加法运算处理。因此，在AM-AM特性补偿单元中的运算处理的次数必须至少进行两次加法处理和一次乘法处理。这导致运算的电路规模的增大。

如图19中所示，在近似函数加法器单元1801中，假设输入信号是r(t)、输出信号是r2(t)、斜率(inclination)是A、截距是B(≠0)，近似函数r2(t)＝A×r(t)+B是具有不等于0的截距B的线性函数。因此，对输入信号(r(t))进行乘以斜率A的乘算处理，然后对截距B进行加算处理。这需要对存储在存储器1802中的差分值数据进行加算处理。导致处理负荷的增加。

此外，关于在专利文献1中描述的、应用了预矫正方式的失真补偿的相关技术极坐标调制设备，均未公开特定的失真补偿方法和用于减少存储在存储器中的数据的容量的方法。

本发明就是鉴于上述情况而完成的。本发明的目的是提供极坐标调制电路，包括在确保极坐标调制方式中补偿准确性的同时能够减少存储在存储器中的数据的容量、并抑制关于失真补偿的电路规模的增加的预矫正方式的失真补偿电路的集成电路和无线电设备。

用于解决问题的手段

本发明提供一种极坐标调制电路，包括：相位调制单元，其基于具有至少根据发送数据生成的基带正交信号中的相位分量的信号生成相位调制信号；偏移存储单元，其存储输出信号特性即AM-AM特性的DC偏移，所述AM-AM特性为在放大器的稳定状态下的控制电压的输出信号特性，所述放大器通过预定输入高频信号幅度值和预定控制电压值驱动的放大器；系数存储单元，其存储输出信号特性的系数；第一运算电路，其对基带正交信号的振幅分量，将存储在所述偏移存储单元中的DC偏移进行加法运算或减法运算；第二运算电路，其对来自所述第一运算电路的输出信号将存储在所述系数存储单元中的系数进行乘法运算或除法运算；幅度调制单元，其基于来自所述第二运算电路的输出信号生成幅度调制信号；以及放大单元，其通过将相位调制信号作为输入高频信号进行输入和将幅度调制信号作为控制信号输入来合成进行了失真校正的发送数据。

通过此结构，可以通过对存储在所述偏移存储单元中的DC偏移进行一次加法运算或减法运算处理，以及对存储在所述系数存储单元中的系数进行一次乘法或除法运算处理而补偿来自放大单元的输出信号的失真。由此，可以在确保补偿准确性的同时抑制关于失真补偿的电路规模的增加。

本发明提供一种极坐标调制电路，包括：相位调制单元，其基于具有至少根据发送数据生成的基带正交信号中的相位分量的信号而生成相位调制信号；偏移存储单元，其存储输出信号特性即AM-AM特性的DC偏移，所述AM-AM特性为在放大器的稳定状态下的控制电压的输出信号特性，所述放大器通过预定输入高频信号幅度值和预定控制电压值驱动；系数存储单元，其存储输出信号特性的系数；第一运算电路，其对所述基带正交信号的振幅分量，将存储在所述系数存储单元中的系数进行乘法运算或除法运算；第二运算电路，其对来自所述第一运算电路的输出信号，将存储在所述偏移存储单元中的DC偏移进行加法或减法运算；幅度调制单元，其基于来自所述第二运算电路的输出信号生成幅度调制信号；以及放大单元，其通过将相位调制信号作为输入高频信号进行输入和将幅度调制信号作为控制信号输入来合成失真校正的发送数据。

通过此结构，可以通过对DC偏移进行一次加法运算或减法运算的处理，以及对系数进行一次乘法运算或除法运算处理而补偿来自放大器的输出信号的失真。由此，可以在确保补偿准确性的同时抑制了关于失真补偿的电路规模的增加。

本发明提供一种极坐标调制电路，其中所述系数存储单元将截距作为DC偏移进行固定，将近似的多个线性函数的斜率作为系数进行存储。

通过此结构，可以根据希望的输出电平，对存储在系数存储单元中的稳定特性的失真补偿，进行线性函数的斜率的调节。

本发明提供一种极坐标调制电路，还包括地址生成电路，其生成用于指定所述系数存储单元中的地址的地址信号，在所述系数存储单元中存储与基带正交信号的幅度相应的系数，其中在所述基带正交信号的幅度代表输出信号特性的线性区域的情况下，所述地址生成电路指定固定的地址。

通过此结构，由于只需要一个补偿数据(系数)点来表示线性区域，所以可以将数据有效地存储到系数存储单元中。

本发明提供一种极坐标调制电路，所述偏移存储单元将斜率作为所述系数进行固定，将近似的多个线性函数的各截距作为DC偏移进行存储。

通过此结构，可以对存储在偏移存储单元中的稳定特性的失真补偿进行线性函数的截距的调节。

本发明提供一种极坐标调制电路，还包括地址生成电路，其生成用于指定所述系数存储单元中的地址的地址信号，在所述系数存储单元中存储与基带正交信号的幅度相应的DC偏移，其中在所述基带正交信号的幅度代表输出信号特性的线性区域的情况下，所述地址生成电路指定固定的地址。

通过此结构，由于只需要一个补偿数据(DC偏移)点来代表线性区域，所以可以将数据有效地存储到偏移存储单元中。

本发明提供一种极坐标调制电路，还包括瞬态特性补偿电路，其通过调节存储在所述系数存储单元中的系数而补偿由放大单元的幅度调制引起的瞬时响应。所述瞬态特性补偿电路包括乘法器电路，其将存储在所述系数存储单元中的系数乘以预定值。所述瞬态特性补偿电路还包括乘法器电路，其将对于幅度调制单元的输入信号乘以预定值。

通过这些结构，可以增强在幅度调制状态下的放大单元的失真补偿准确性。

本发明提供一种极坐标调制电路，其中所述瞬态特性补偿电路根据乘法单元的发送输出功率来选择用于乘法器电路中的乘法的预定值。所述瞬态特性补偿电路根据幅度调制信号的均方根来选择用于乘法器电路中的乘法的预定值。

通过这些结构，可以即使在发送功率改变的情况下也保持放大单元的失真补偿准确性。

本发明提供一种极坐标调制电路，其中所述瞬态特性补偿电路包括乘法数字/模拟转换电路，其将对于幅度调制单元的输入信号乘以预定值。

通过此结构，可以减小电路规模。

本发明提供一种极坐标调制电路，其中所述瞬态特性(transientcharacteristic)补偿电路根据所述放大单元的发送输出功率来选择乘法数字/模拟转换电路的参考电位。

通过此结构，可以即使在发送功率改变的情况下也保持放大单元的失真补偿准确性。

本发明提供一种极坐标调制电路，还包括：环境状态检测单元，其检测环境状态；以及环境状态补偿电路，其根据从所述环境状态检测单元输出的检测信号来调节DC偏移或系数。所述环境状态补偿电路包括数据表，其为每个环境状态保存存储在所述偏移存储单元中的DC偏移、存储在系数存储单元中的系数、用于在所述瞬态特性补偿电路中的乘法的系数、或要提供到乘法数字/模拟转换电路的参考电位。

通过这些结构，可以即使在例如环境温度的环境状态改变的情况下也保持放大单元的失真补偿准确性。

本发明提供一种极坐标调制电路，其中所述环境状态补偿电路根据从所述环境状态检测单元输出的检测信号来选择保存在数据表中的DC偏移、系数、乘法系数或参考电位。

通过此结构，可以即使在环境状态改变的情况下也保持放大单元的失真补偿准确性。

本发明提供一种极坐标调制电路，其中所述环境状态检测单元检测放大单元的消耗电流。

通过此结构，可以通过放大单元容易地检测消耗电流的改变。

本发明提供一种极坐标调制电路，其中所述环境状态检测单元检测环境温度。

通过此结构，可以通过放大单元容易地检测环境温度的改变。

本发明提供一种集成电路，包括根据本发明的极坐标调制电路。

通过此结构，可以低成本提供无线电单元发射系统。

本发明提供一种无线电设备，包括根据本发明的极坐标调制电路或根据本发明的集成电路。

通过此结构，可以提供高效发送器。

本发明的优点

根据本发明，可能通过加上或减去存储在偏移存储单元中的DC偏移的一次处理和乘以或除以存储在系数存储单元中的系数的一次处理而补偿来自放大单元的输出信号的失真。这在确保补偿准确性的同时抑制了包括关于失真补偿的电路的极坐标调制电路的规模的增加。

附图说明

图1A示出了根据本发明(A)第一实施例的极坐标调制电路的框架结构。

图1B示出了根据本发明(B)第一实施例的极坐标调制电路的框架结构。

图2示出了关于功率放大器的输入控制信号的输出信号幅度特性的示例。

图3示出了地址生成电路中的处理的流程图。

图4示出了在给定功率放大器执行饱和操作的电平的输入高频信号幅度的状态下，关于输出信号幅度的控制电压的阶跃响应特性。

图5A示出了根据本发明第一实施例的极坐标调制电路的框架结构的另一例子。

图5B示出了根据本发明第二实施例的极坐标调制电路框架结构的例子。

图5C示出了根据本发明第二实施例的极坐标调制电路框架结构的另一例子。

图5D示出了根据本发明第三实施例的极坐标调制电路框架结构的例子。

图6示出了根据本发明第四实施例的极坐标调制电路的框架结构。

图7示出了相对于功率放大器输入控制信号的输出信号幅度特性的例子。

图8示出了根据本发明第五实施例的极坐标调制电路的框架结构。

图9示出了根据本发明第六实施例的极坐标调制电路的框架结构的示例。

图10示出了在相关技术EDGE方式中使用的、在IQ直角坐标上画出的8-PSK调制信号。

图11示出了相关技术8-PSK调制信号的振幅分量。

图12示出了应用预矫正方式的失真补偿的相关技术极坐标调制设备的框图。

图13示出了在应用预矫正方式的失真补偿的相关技术极坐标调制设备中，相对于功率放大器的输入控制信号的输出信号幅度特性的例子。

图14示出了应用到功率放大器的控制电压和应用预矫正方式的失真补偿的相关技术极坐标调制设备中输出幅度信号之间的关系。

图15示出了在正交调制方式中预矫正方式的相关技术失真补偿电路的框图。

图16示出了在正交调制方式中预矫正方式的相关技术失真补偿电路中，功率放大器的输入高频信号的输出信号幅度特性和通过相位特性的示例。

图17示出了在正交调制方式中预矫正方式的相关技术失真补偿电路中，地址计算电路中的采样间隔转换操作。

图18示出了在正交调制方式中预矫正方式的相关技术失真补偿电路中，存储在存储器中的校正信号的例子。

图19是示出在正交调制方式中预矫正方式的相关技术失真补偿电路的框图。

图20示出了在正交调制方式中预矫正方式的相关技术失真补偿电路中，近似函数加法器单元和存储器的功能。

100、500、600、800AM-AM特性补偿电路

101、601、801偏移补偿电路

101a、601a、801a偏移存储单元

101b加法器电路

102、602系数存储单元

103地址生成电路

104、1101极坐标转换单元

105、2002、2102乘法器电路

106、1104幅度调制单元

107、1107相位调制单元

108、1100功率放大器

501、2001、2101瞬态特性补偿电路

502、1102、1402、1802存储器

1103幅度信息校正单元

1105幅度控制器

1106相位信息校正单元

1108相位调制信号生成器

1400失真补偿电路

1401振幅分量提取电路

1403校正单元

1404地址计算电路

1801近似函数加法器单元

2000、2100、2200AM-AM特性补偿电路

2201MDAC

2300环境状态检测单元

2301环境状态补偿电路

具体实施方式

(第一实施例)

在本发明的第一实施例中，描述有关极坐标调制电路。所述极坐标调制电路包括：在即使组合现有技术也没能解决的极坐标调制方式中，也能够在确保补偿准确性的同时减少存储在存储器中的数据的容量、并能抑制失真补偿电路规模的增加的预矫正方式的失真补偿电路。

图1A示出了根据本发明的第一实施例的极坐标调制电路的框架结构。如图1A所示，本发明的第一实施例的极坐标调制电路包括极坐标转换单元104、AM-AM特性补偿电路100、幅度调制单元106、相位调制单元107和功率放大器108。

AM-AM特性补偿电路100包括偏移补偿电路101、系数存储单元102、地址生成电路103、和乘法器电路105，并且对幅度信息r(t)执行预定的失真补偿处理。后面将描述失真补偿处理。

极坐标转换单元104将从基带信号发生器单元(未示出)输入的IQ信号分离为幅度信号r(t)和恒定幅度的相位信号θ(t)。也可进行归一化，使得r(t)具有为1的最大值。

幅度调制单元106基于来自AM-AM特性补偿电路100的输出信号，以高速驱动功率放大器108的控制电压。相位调制单元107基于来自极坐标转换单元104的输出信号，执行相位调制。将从相位调制单元107的输出作为输入高频信号，并将幅度调制单元106的输出作为控制电压，高速驱动功率放大器108。

偏移补偿电路101包括偏移存储单元101a和加法器电路101b，并且对于从极坐标转换单元104输出的基带幅度信号r(t)，将存储在偏移存储单元101a中的预定DC偏移电压作为第一幅度校正信号进行施加。

系数存储单元102存储表示在预定输入高频信号幅度下，对功率放大器108的输入控制信号的输出信号幅度特性(AM-AM)的正特性的系数。随后，系数存储单元102根据从地址生成电路103的输出信号，输出具有功率放大器108的逆特性的第二幅度校正信号。在此，逆特性是指将正特性的反函数进行了预定的常数倍。后面将详述该系数。

地址生成电路103对于作为从极坐标转换单元104输出的幅度信号r(t)，以预设的阈值(Th1)为基准切换输出的地址。后面将详述切换地址的方法。

乘法器电路105基于从系数存储单元102输出的第二幅度校正信号，校正来自偏移补偿电路101的输出信号。幅度调制单元106基于来自乘法器电路105的输出信号，高速驱动功率放大器108的控制电压。

相位调制单元107基于从极坐标转换单元104输出的基带信号的相位信号执行相位调制。作为相位调制单元，例如，除了称为部分(fractional)N/PLL方式的相位调制单元之外，在包括将相位信息θ(t)转换为恒定幅度的直角坐标的直角坐标转换单元的情况下，则相位调制单元有时还包括直角调制单元或称为偏移PLL方式的相位调制单元。

在将本发明的第一实施例的极坐标调制电路使用于发送装置的情况下，在幅度调制单元106的前置级和相位调制单元107的前置级配置数字/模拟转换器电路(以下称为D/A转换器)(未示出)。

(AM-AM特性补偿电路100的失真补偿处理)

然后，将详述通过AM-AM特性补偿电路100的失真补偿处理。假设由图2中的曲线图代表相对于功率放大器108的输入控制信号的输出信号幅度特性(AM-AM)的正特性。在图2中，横轴表示施加于功率放大器108的控制电压(x)，而纵轴表示来自功率放大器108的输出电压(y)。由图中实线示出的曲线表示在稳定状态下、在施加了预定控制电压的情况下获得的基频的输出电压特性。图2中实线的特性由表达式(1)表示。

[第1数式]

y＝f(x)  (1)

此特性与在图13和图14中示出的实线的特性相同。当表达幅度信号时，求出施加于功率放大器108的控制电压。即，施加到功率放大器的控制电压和输出幅度信号之间的关系与图14中所示出的相同。在图中由虚线示出的直线(A)表示从所述曲线延长了线性区域的特性，并可由表达式(2)表示。在图中由虚线示出的直线(B)是对直线(A)的输出电压(y)轴上的截距b[0]和通过对AM-AM正特性以预定间隔进行了采样的点(采样点n，其中n是以控制电压的升序排列的0至N-1，其中N是存储到存储器中的数据点的数目)进行了连接的直线，并且由表达式(3)表示。换言之，直线(A)和直线(B)表示在输出电压(y)轴上的截距b[0]是共同的，而斜率则是不同的直线(n≤N-2)。

[第2数式]

y＝a[0]×x+b[0]       (2)

y＝a[(N-1)-n]×x+b[0] (3)

在此，在本发明的第一实施例中，在进行功率放大器108的输出电平的设置时，在极坐标转换单元104进行归一化，以使最大输出设置的幅度信号r(t)的最大值为1，并且每当减小输出电平，乘以小于1的常数。因此，也将图2中所示的输出电压轴进行归一化，使得其最大值为1。图2中的符号Th1是对于在地址生成电路103中的幅度信号设置的阈值，并且指示在输出电压轴上AM-AM特性的线性区域和非线性区域之间的边界线。首先，在图2中，以在图11中示出的幅度信号作为例子来描述相对于输入控制信号的输出信号幅度特性(AM-AM)逆特性的操作，即，描述求AM-AM特性补偿用的数据的操作。

在图2的例子中，虽然存在振幅分量不在表达式(2)表示的直线(A)的区域，但是假设振幅分量在可由表达式(2)表示的区域中(r(t)≥Th1)的情况。表达式(2)的反函数可由表达式(4)表示。

[第3数式]

$x=\frac{1}{a\left[0\right]}\×\{y+(-b[0\left]\right)\}---\left(4\right)$

考虑与图1A的对应关系，从极坐标转换单元104输出的幅度信号r(t)是y。通过与存储在偏移存储单元101a中的数据(-b[0])相加，并且在乘法器电路105中用从系数存储单元102输出的第二幅度校正信号(1/a[0])进行相乘，可以获得作为输出到幅度调制单元106的信号的x。

也就是，通过对幅度信号进行偏移电压的加法运算的偏移补偿电路101、存储斜率的系数存储单元102、以及对于来自偏移补偿电路101的输出信号乘以预定值的乘法器电路105的操作，在由图2中的实线示出的AM-AM特性中的直线(A)所代表的区域上执行AM-AM特性补偿。

然后，假设振幅分量处于不能由表达式(2)表示的区域中的情况，即，包括非线性区域(r(t)＜Th1)。在此情况下，可由表达式(5)表示表达式(3)的逆函数。

[第4数式]

$x=\frac{1}{a[(N-1)-n]}\×\{y+(-b[0\left]\right)\}---\left(5\right)$

(将直线的斜率存储到系数存储器单元102中)

首先，关于非线性区域的补偿处理方法，将解释在本发明的第一实施例中的AM-AM特性补偿电路100和在专利文献3中描述的现有的预矫正方式的失真补偿电路之间的差异。其不同点在于，专利文献3中描述的预矫正方式的失真补偿电路将在代表线性区域的直线和非线性区域之间的差分值存储到存储器1802中，而在本发明第一实施例中的AM-AM特性补偿电路100通过将非线性区域以与线性区域不同的预定直线来表达，并且将所述预定直线的斜率存储到系数存储单元102中。

假设采样点n的存储数据(以下称为地址编号n)为D[n](其中n＝N-1用于表示线性区域，并且假设n＝0到N-2)。n＝0到N-2的采样间隔为常数。

由于专利文献3中描述的失真补偿电路将在代表线性区域的直线和非线性区域之间的差分值存储到存储器中。因此，可以通过表达式(6)表示地址编号n的存储数据D[n]。

而，本发明第一实施例中的AM-AM特性补偿电路100通过将非线性区域以与线性区域不同的预定直线来表达，并且预定直线的斜率是存储在系数存储单元102中的。因此，可以通过表达式(7)表示地址编号n的存储数据D[n]。

[第5数式]

D[n]＝f(x_n)-(a[0]×x_n+b[0])   (6)

D[n]＝a[(N-1)-n]              (7)

(在地址生成电路103中的地址切换方法)

下面，将描述在地址生成电路103中的地址切换方法。图3示出了在地址生成电路103中的处理的流程图。在从极坐标转换单元104输出的幅度信号r(t)等于或大于阈值(Th1)的情况下，输出地址n＝N-1。

在幅度信号r(t)小于阈值(Th1)的情况下，将幅度信号r(t)分配到由恒定采样间隔划分的地址编号，以输出地址n(n＝0到N-2)。换言之，输出与幅度信号相应的地址n。

假设与地址编号(n-2)相应的幅度信号是r(n-2)，并且与地址编号(n-1)相应的幅度信号是r(n-1)。在表达式(8)的情况下，只需要一个补偿数据点来表示线性区域即可，所以这在系数存储单元102中存储数据的效率为最佳。

(第6数式)

r(n-2)＜Th1≤r(n-1)      (8)

如到此为止所描述的，本发明第一实施例中的AM-AM特性补偿电路100除了具有与在专利文献2或专利文献3中同样的优点之外，即与在线性和非线性区域二者中恒定采样间隔获取补偿数据的情况相比，减少了补偿数据量。此外，本发明第一实施例中的AM-AM特性补偿电路100还具有另一优点，即因为为了表达线性区域，存储到系数存储单元102中的补偿数据只需一个即可，进一步减小了电路规模。

此外，本发明第一实施例中的AM-AM特性补偿电路100通过偏移补偿电路101的偏移电压加法运算、通过表达式(7)将补偿数据存储到系数存储单元102中，作为运算具有一次加法处理和一次乘法处理，这与在专利文献3中示出的将补偿电路应用到极坐标方式的运算处理(两次加法处理和一次乘法处理)相比，减少了计算处理的量。

在需要对发送数据进行实时处理的失真补偿处理中，运算处理的增加，即，运算次数的增加使得难以将失真补偿处理应用到以快速数据传输为主流的蜂窝电话服务或无线LAN(局域网)系统。因此，希望运算处理量最小，并且由此本发明的AM-AM特性补偿电路100是有效的。

(存储到系数存储单元102中的数据的格式的意义)

以下将描述在本发明的第一实施例中，对存储到系数存储单元102中的数据的格式不是通过如专利文献3中的对非线性区域的直线的差分数据、而是通过代表全部需要区域的直线来表达以及作为斜率的意义。

如极坐标调制方式，在以高速驱动功率放大器的控制电压、并且在功率放大器中进行幅度调制(以下称为幅度调制)的情况下，由于从施加控制电压后到达到所希望的输出电平时所表示的瞬时响应特性使其难以获得希望的输出电平。图4示出了在给定了功率放大器执行饱和操作的电平处的输入高频信号幅度的状态下，对于控制电压的输出信号幅度的阶越响应特性。在图4中，横轴表示从将控制信号输入到功率放大器时所经过的时间，而纵轴表示功率放大器的输出信号振幅。

如图4所示，当使供应给功率放大器的控制电压从0伏变化为预定电平时，在给定功率放大器执行饱和操作的电平处的输入高频信号的状态下，在到达输出幅度稳定的稳定状态之前表示瞬时响应特性。在图4的例子中，表示了对于两种控制电压值(稳定状态)的阶越响应特性。正处于获取阶越响应特性时，输入高频信号幅度恒定。为了补偿瞬时响应特性，使用图5中示出的极坐标调制设备是有效的。

(调节斜率以补偿瞬时响应特性)

图5A示出了极坐标调制电路的框架结构的示例。如图5A所示，极坐标调制电路包括极坐标调制单元104、AM-AM特性补偿电路500、幅度调制单元106、相位调制单元107和功率放大器108。

AM-AM特性补偿电路500包括瞬态特性补偿电路501、存储器502、幅度信息校正单元105，并且对幅度信息r(t)执行预定的失真补偿处理。后面将详述失真补偿处理。与对说明应用了在专利文献1中描述的预矫正方式的失真补偿的极坐标调制设备的图1重复的部分，使用相同的标号。

存储器502存储输出信号幅度特性(AM-AM：幅度调制到幅度调制转换)对正特性，所述输出信号幅度特性(AM-AM)为对于预定输入高频信号幅度中的功率放大器108的输入控制信号的特性。根据输入幅度信号r(t)，输出具有功率放大器108的逆特性的幅度校正信号和相位校正信号。在此，所谓逆特性是指正特性的反函数的预定常数倍数。存储在存储器502中的数据是具有如图2、图3和图14中所示的稳定特性的数据。因此，在功率放大器的阶越响应特性指示图4中所示的瞬时响应的区域中，难以设置正确的输出电平。

但是，预先获得阶越响应，在如图4所示的高输出幅度，在瞬时响应期间电平超出所设置的电平，所以只要相应地减少控制电压就可以输出预定电平。对于如图4所示的低输出幅度，在瞬时响应期间，电平不超出设置电平，所以只要相应地增加控制电压就可以输出预定电平。

即，在研究过程中发明人发现，通过根据所希望的输出电平，对于存储在存储器502中的稳定特性的失真补偿，将AM-AM特性的斜率进行调节，可以对由功率放大器的幅度调制引起的瞬时响应进行准确地补偿。

在图5A中示出的瞬态特性补偿电路501包括乘法器电路，其为了调节AM-AM特性的斜率，根据功率放大器的输出电平乘以预定常数。然而，在极坐标调制方式中，通过幅度调制信号的幅度控制来控制功率放大器的输出电平。因此，可根据例如幅度信号的均方根值而不是功率放大器的输出电平来乘以预定的乘数。

如在专利文献3中所述，将存储到系数存储单元102中的数据的格式，通过以代表全部需要区域的直线而不是通过对非线性区域直线的差分数据来表达，并将其作为斜率，则只要给出包括用于补偿瞬时响应的常数的系数，就可以使补偿瞬时响应特性的功能得到发挥。

在本发明的第一实施例中，系数存储单元102存储表示对预定输入高频信号幅度的相对于功率放大器108的输入控制信号的输出信号幅度特性(AM-AM)正特性的系数，并且根据输入幅度信息r(t)将具有功率放大器108的逆特性的幅度校正信号作为输出，但也可以预先获得逆特性，并且将存储在系数存储单元102中的数据作为逆特性。

在本发明的第一实施例中，在偏移补偿电路101中将-b[0]进行相加运算，但是减去+b[0]当然也是等价的。

虽然在本发明的第一实施例中，将1/a[(N-1)-n]作为第二幅度校正信号从系数存储单元102输出，并且在乘法器电路105中进行乘法，但是也可以以除法器电路代替乘法器105并且在幅度信息校正单元中的除法之后将1/a[(N-1)-n]作为第二幅度校正信号从系数存储单元102输出的结构当然也是等价的。

通过如图1B中所示的结构也可以获得相同的工作效果，即对图1A中示出的乘法器电路105和加法器电路101b的顺序进行交换也可以获得同样的效果。

本发明第一实施例所公开的作为失真补偿电路的AM-AM特性补偿电路100或极坐标调制电路为可在例如硅半导体衬底上实现的电路，并且可以通过集成电路来实现。

(第二实施例)

本发明第二实施例描述了根据本发明第一实施例补偿由图5A中所所说明的功率放大器的幅度调制引起的瞬态特性的另一例子。

图5B示出了根据本发明的第二实施例的极坐标调制电路的框架结构。如图5B所示，根据本发明的第二实施例的极坐标调制电路包括极坐标转换单元104、AM-AM特性补偿电路2000、幅度调制单元106、相位调制单元107和功率放大器108。

AM-AM特性补偿电路2000包括偏移补偿电路101、系数存储单元102、地址生成电路103、瞬态特性补偿电路2001、乘法器电路105，并且对幅度信息r(t)执行预定的失真补偿处理。对与用本发明第一实施例的图1A说明的内容重复的部分，赋予相同的附图标记，并省略相应的描述。

瞬态特性补偿电路2001包括乘法器电路2002，其根据功率放大器的输出电平将从系数存储单元102输出的第二幅度校正信号与预定系数(coeff1)相乘，并且将在进行了预定的常数乘法后的第三幅度校正信号输出到乘法器电路105。基于与关于本发明第一实施例中的关于瞬态特性补偿电路501所描述的同样的基本原理来设置预定的常数。

通过此结构，本发明第二实施例的极坐标调制电路，在即使组合现有技术也没能解决的极坐标调制方式中，也能够在确保补偿准确性的同时减少存储在存储器中的数据的容量，并且能抑制失真补偿电路规模的增加。

下面描述指示与图5B中示出的极坐标调制电路同样效果的极坐标调制电路的另一例子。图5C示出了根据本发明的第二实施例的极坐标调制电路的框架结构的另一例子。如图5C所示，根据本发明的第二实施例的极坐标调制电路包括极坐标转换单元104、AM-AM特性补偿电路2100、幅度调制单元106、相位调制单元107和功率放大器108。

AM-AM特性补偿电路2100包括偏移补偿电路101、系数存储单元102、地址生成电路103、瞬态特性补偿电路2101以及乘法器电路105，并且对幅度信息r(t)执行预定的失真补偿处理。与图5B重复的部分，赋予相同的附图标记，并省略相应的描述。

瞬态特性补偿电路2101包括乘法器电路2102，其对于从乘法器电路105输出的进行了幅校正处理的幅度信号，根据功率放大器的输出电平，乘以预定系数(coeff1)，并且将进行了预定常数的乘法的幅度信号输出到幅度调制单元106。预定的常数基于与关于在本发明第一实施例中的瞬态特性补偿电路501的描述同样的基本原理来设置。

通过此结构，本发明第二实施例的极坐标调制电路，在即使组合现有技术也没能解决的极坐标调制方式中，也能够在确保补偿准确性的同时减少存储在存储器中的数据的容量，并且能抑制失真补偿电路规模的增加。

在将本发明第二实施例的极坐标调制电路应用于发送装置的情况下，在幅度调制单元106的前置级和相位调制单元107的前置级中的配置数字/模拟转换器电路(以下称为D/A转换器)(未示出)。

(第三实施例)

本发明第三实施例描述了在本发明第二实施例示出的极坐标调制电路中简化了其电路结构的极坐标调制电路。图5D示出了根据本发明的第三实施例的极坐标调制电路的框架结构。如图5D所示，根据本发明的第三实施例的极坐标调制电路包括极坐标转换单元104、AM-AM特性补偿电路2200、幅度调制单元106、相位调制单元107和功率放大器108。

AM-AM特性补偿电路2200包括偏移补偿电路101、系数存储单元102、地址生成单元103、乘法器电路105以及乘法DA转换器(以下称为MDAC)2201，并且对幅度信息r(t)执行预定的失真补偿处理。将对与本发明第二实施例进行了说明的图5B或图5C的内容重复的部分，赋予相同的附图标记，并省略相应的描述。

MDAC 2201基于根据功率放大器的输出电平输入的参考电位(Vref)，对于从乘法器电路105输出的幅度校正处理后的幅度信号，进行预定的系数的乘算，并且将进行了乘算后的预定的系数的幅度信号输出到幅度调制单元106。

也就是，MDAC 2201具有在将极坐标调制电路用于发送装置的情况下，所配置的D/A转换器的功能。此外，MDAC执行与使用本发明第二实施例中的图5C描述的瞬态特性补偿电路2101的操作同样的操作。因此，与根据本发明第二实施例的极坐标调制电路相比，在将极坐标调制电路用于发送装置的情况下，可以简化电路结构。

(第四实施例)

图6示出了根据本发明的第四实施例的极坐标调制电路的框架结构。如图6所示，根据本发明的第四实施例的极坐标调制电路包括极坐标转换单元104、AM-AM特性补偿电路600、幅度调制单元106、相位调制单元107和功率放大器108。

AM-AM特性补偿电路600包括偏移补偿电路601、系数存储单元602、地址生成电路103、和作为幅度信息校正单元的乘法器电路105，并且对幅度信息r(t)执行预定的失真补偿处理。后面将详述失真补偿处理。将对与本发明第一实施例进行了说明的图1A重复的部分，赋予相同的附图标记，并省略相应的描述。

偏移补偿电路601包括偏移存储单元601a和加法器电路101b，并且基于来自地址生成电路103的输出信号选择DC偏移电压。然后，偏移补偿电路601对从极坐标转换单元104输出的基带幅度信号r(t)，将存储在偏移存储单元601a中的预定DC偏移电压作为幅度校正信号并施加输出。

地址生成单元103对于从极坐标转换单元104输出的幅度信号r(t)，以预设阈值(Th1)为基准，来切换要输出的地址。后面将详述用于切换地址的方法。

系数存储单元602存储将线性领域用线性函数表达时的斜率(inclination)，其表示预定输入高频信号幅度的功率放大器108对输入控制信号的输出信号幅度特性(AM-AM)的正特性中的线性区域。并且将逆数乘以预定的倍数作为校正信号输出。

乘法器电路105基于从系数存储单元602输出的幅度校正信号来校正来自偏移补偿电路601的输出信号。在将根据本发明的第四实施例的极坐标调制电路用于发送装置的情况下，在幅度调制单元106的前置级和相位调制单元107的前置级配置数字/模拟转换器电路(以下称为D/A转换器)(未示出)。

(通过AM-AM特性补偿电路600的失真补偿)

接下来，将详述通过AM-AM特性补偿电路600的失真补偿处理。假设由图7中的曲线图代表对于功率放大器108的输入控制信号的输出信号幅度特性(AM-AM)的正特性。在图7中，横轴表示施加于功率放大器108的控制电压(x)，而纵轴表示来自功率放大器108的输出电压(y)。由图中实线示出的曲线代表在稳定状态下、在施加了预定控制电压的情况下获得的基频的输出电压特性。

此特性与在图2、图13和图14中示出的实线的特性相同。当代表幅度信号时，求出施加于功率放大器108的控制电压。即，施加到功率放大器的控制电压和输出幅度信号之间的关系与图14中所示出的相同。在图中由虚线示出的直线(A)指示从所述的曲线延长了的线性区域的特性，并可由在本发明的第一实施例中的表达式(2)表示。

在图中由虚线示出的直线(C)通过AM-AM正特性以预定间隔采样的采样点(采样点n，其中n是以控制电压的升序排列的0到N-1，其中N是存储在存储器中的数据点的数目)，并具有与直线(A)相同的斜率，并且由表达式(9)表示。换言之，直线(A)和直线(C)指示斜率是共同的和在输出电压(y)轴上的截距b[n]是不同的直线(n≤N-2)。

[第7数式]

y＝a[0]×x+b[(N-1)-n]      (9)

在本发明的第四实施例中，与本发明的第一实施例同样，在进行功率放大器108的输出电平的设置时，在极坐标转换单元104进行归一化，以使最大输出设置的幅度信号r(t)的最大值为1，并且当减小输出电平时，根据各输出电平，乘以小于1的常数。因此，也将图7中所示的输出电压轴进行归一化，使得最大值为1。图7中的符号Th1是在地址生成电路103中对于幅度信号设置的阈值，并且指示在输出电压轴上的AM-AM特性的线性区域和非线性区域之间的边界线。

首先，在图7中，以在图11中示出的幅度信号为例来描述对于输入控制信号的输出信号幅度特性(AM-AM)的逆特性的操作，即，考虑求AM-AM特性补偿用数据的操作。

在图7的例子中，虽然存在振幅分量不在由本发明第一实施中的表达式(2)表示的直线(A)的区域中，但是假设振幅分量在可由表达式(2)表示的区域中(r(t)≥Th1)的情况。表达式(2)的逆函数可由第一实施中的表达式(4)表示。

考虑与图6的对应关系，从极坐标转换单元104输出的幅度信号r(t)是y。通过与存储在偏移存储电路601a中的数据(-b[0])相加，并且在乘法器电路105中用从系数存储单元602输出的幅度补偿信号(1/a[0])进行乘算，可以获得作为输出到幅度调制单元106的信号的x。

也就是，通过对幅度信号进行偏移电压的加法运算的偏移补偿电路601、存储斜率的系数存储单元602、以及对于来自偏移补偿电路101的输出信号乘以预定值的乘法器105的操作在可由图7中的实线示出的AM-AM特性中的直线(a)所代表的区域上执行AM-AM特性补偿。

然后，假设振幅分量处于不能由表达式(2)表示的区域中的情况，即，包括非线性区域(r(t)＜Th1)。在此情况下，可由表达式(10)表示表达式(9)的逆函数。

[第8数式]

$x=\frac{1}{a\left[0\right]}\×\{y+(-b[(N-1)-n\left]\right)\}---\left(10\right)$

(将直线的截距存储到偏移存储单元601a中)

首先，关于非线性区域的补偿处理方法，将解释在本发明的第四实施例中AM-AM特性补偿电路600和在专利文献3中描述的现有的预矫正方式的失真补偿电路之间的差异。其不同点在于，专利文献3中描述的失真补偿电路将在代表线性区域和来自非线性区域的直线之间的差分值存储到存储器1802中，而本发明第四实施例中的AM-AM特性补偿电路600则通过与线性区域不同的预定直线代表非线性区域，并且将预定直线的截距存储到偏移存储单元601a中。

根据本发明第一实施例的AM-AM特性补偿电路100通过与线性区域不同的预定直线代表非线性区域，并且将预定直线的斜率存储到系数存储单元102中。存储到存储单元中的数据的类型与本发明第四实施例中的数据类型不同。

假设对于采样点n的存储数据(以下称为地址编号n)为D[n](其中n＝N-1用于表示线性区域，并且假设n＝0到N-2)。n＝0到N-2的采样间隔为常数。

由于专利文献3中描述的失真补偿电路将代表线性区域和非线性区域的直线之间的差分值存储到存储器中。因此，可以通过本发明第一实施例中的表达式(5)表示地址编号n的存储数据D[n]。

同时，本发明第四实施例中的AM-AM特性补偿电路600通过与线性区域不同的预定直线代表非线性区域，并且将预定直线的截距存储到偏移存储单元601a中。因此，可以通过表达式(11)表示地址编号n的存储数据D[n]。

[第9数式]

D[n]＝-b[(N-1)-n]         (11)

(地址生成电路103中的地址切换方法)

将描述在地址生成电路103中的地址切换方法。图3示出了在地址生成电路103中的处理的流程图。在从极坐标转换电路104输出的幅度信号r(t)等于或大于阈值(Th1)的情况下，输出地址n＝N-1。

而在幅度信号r(t)小于阈值(Th1)的情况下，将幅度信号r(t)分配到由恒定采样间隔划分的地址编号，以输出地址n(n＝0到N-2)。换言之，输出与幅度信号相应的地址n。

假设与地址编号(n-2)相应的幅度信号是r(n-2)，并且与地址编号(n-1)相应的幅度信号是r(n-1)。在本发明第一实施例中的表达式(8)的情况下，表示线性区域的补偿数据点只需要一个即可。所以，将数据存储到偏移存储单元601a时的效率为最佳。

如到此为止所描述的，本发明第四实施例的AM-AM特性补偿电路600除了具有与在专利文献2或专利文献3中同样的效果之外，即，与在线性和非线性区域二者中以等间隔获取补偿数据的情况相比，减少了补偿数据量。而本发明第四实施例中的AM-AM特性补偿电路600还具有另一优点，即，因为为了表示线性区域，被存储于偏移存储单元601a的补偿数据只需一个点即可，所以进一步减小了电路规模。

此外，本发明第四实施例中的AM-AM特性补偿电路600通过将偏移补偿电路601的偏移电压的加法运算、并通过表达式(11)的形式将补偿数据存储到系数存储单元601a中，而只进行一次加法处理和一次乘法处理的运算处理。因此，与在专利文献3中示出的将补偿电路应用到极坐标方式的运算处理(两次加法处理和一次乘法处理)相比，具有减少了运算处理的量的效果。

在需要对发送数据的实时处理的失真补偿处理中，运算处理的增加，即，运算次数的增加使得难以将失真补偿处理应用到以快速数据传输为主流的蜂窝电话服务或无线LAN(局域网)系统。因此，希望运算处理量尽可能最小，由此，本发明的AM-AM特性补偿电路600是很有效的。

虽然在本发明的第四实施例中，描述了系数存储单元602存储输出信号幅度特性(AM-AM)的正特性的系数，所述输出信号幅度特性表示在预定输入高频信号幅度下的功率放大器108的、对于输入控制信号的输出信号幅度特性，并且将乘以了预定常数的逆数(inverse)作为幅度校正信号输出，当然也可以预先求得乘以了预定常数的逆数，并且存储到系数存储单元602中的数据可以是所述乘以了预定常数的逆数。

虽然，在本发明的第四实施例中，被加到在偏移补偿电路601中进行了-b[(N-1)-n]的加法运算，当然，将+b[(N-1)-n]进行减法运算也是等价的。

虽然在本发明的第四实施例中，作为幅度校正信号从系数存储单元602将1/a[0]输出，并且在乘法器电路105中进行乘法运算，当然，也可以除法器电路代替乘法器105、并且作为幅度校正信号从系数存储单元602将1/a[0]输出在幅度信息校正单元中进行除法运算也是等价的。

本发明第四实施例中公开的作为失真补偿电路的AM-AM特性补偿电路600、或极坐标调制电路是可在例如硅半导体衬底上实现的电路，并且也可作为集成电路来实现。

(第五实施例)

图8示出了根据本发明的第五实施例的极坐标调制电路的框架结构。如图8所示，根据本发明的第五实施例的极坐标调制电路包括极坐标转换单元104、AM-AM特性补偿电路800、幅度调制单元106、相位调制单元107和功率放大器108。

AM-AM特性补偿电路800包括偏移补偿电路801、系数存储单元602、地址生成电路103、和作为幅度信息校正单元的乘法器电路105，并且对幅度信息r(t)执行预定的失真补偿处理。后面将详述失真补偿处理。与在本发明第二实施例中说明的图6中重复的部分，赋予相同的附图标记。

偏移补偿电路801包括偏移存储单元801a和加法器电路101b，并且基于来自地址生成电路103的输出信号选择DC偏移电压。然后，将存储在偏移存储电路801a中的预定的DC偏移电压作为幅度校正的信号施加到从极坐标转换单元104输出的基带幅度信号r(t)，并进行输出。

作为对地址编号n的存储数据D[n]以表达式(12)所表示的形式的数据存储到偏移存储单元801a中(n＝0到N＝1)

[第10数式]

$D\left[n\right]=-\frac{b[(N-1)-n]}{a\left[0\right]}---\left(12\right)$

假设从极坐标转换单元104输出的幅度信号r(t)为y，在乘法器电路105中进行存储在系数存储单元602中的系数a[0]的倒数1/a[0]的乘法运算。则，与由表达式(12)表示的、存储在偏移存储电路801a中的数据进行加法运算。假设从偏移补偿电路801输出到幅度调制单元106的信号为x，则可由表达式(10)表示。这与本发明的第二实施例中从偏移补偿电路601输出到幅度调制单元106的信号是同等的，并通过偏移补偿电路801而进行所希望的AM-AM特性补偿。其它元件的操作和效果与本发明的第二实施例中所描述的同样，在此省略相应的描述。

在本发明的第五实施例中公开的作为失真补偿电路的AM-AM特性补偿电路800、或极坐标调制电路是可在例如硅半导体衬底上实现的电路，并且可以集成电路来实现。

在本发明的第一到第五实施例中任意一个的极坐标调制电路中，要表示根据环境温度的AM-AM特性的斜率的变化，只需将存储在偏移补偿单元中的DC偏移电压、存储在系数存储单元中的系数、用于在瞬间特性补偿电路中的乘法的系数或者提供给MDAC的参考电位，事先按各环境温度作为表格数据进行准备即可。在发送装置中使用根据本发明的极坐标调制电路的情况下，通过如根据来自温度传感器(未示出)的温度信息或根据与温度信息等价的例如来自监视功率放大器的消耗电流的电路(例如集电极电流或漏极电流)的消耗电流信息，来适当切换表格数据，就可以改进抗温度特性。

(第六实施例)

图9示出了根据本发明的第六实施例的极坐标调制电路的框架结构。本发明的极坐标调制电路是根据本实施例的极坐标调制电路可以根据环境状态调节DC偏移或系数、以补偿环境状态的极坐标调制电路。

如在相同的图中所示，根据本发明第六实施例的极坐标调制电路包括极坐标转换单元104、AM-AM特性补偿电路2000、幅度调制单元106、相位调制单元107、功率放大器108、用于检测环境温度或功率放大器108的消耗电流等的环境状态检测单元2300、和用于根据环境状态检测单元2300中的检测信号来补偿幅度校正信号的环境状态补偿电路2301。

AM-AM特性补偿电路2000包括偏移补偿电路101、系数存储单元102、地址生成电路103、过渡特性补偿电路2001和乘法器电路105，并且对幅度信息r(t)执行预定的失真补偿处理。与用本发明第一实施例进行了说明的图1A中的重复部分，赋予相同的附图标记，并省略相应的描述。

过渡特性补偿电路2001包括乘法器电路2002，其根据来自环境状态补偿电路2301的补偿信号，对于从系数存储单元102输出的第二幅度校正信号进行预定的常数乘法运算，并且将进行了预定的常数的乘法运算的第三幅度校正信号输出到乘法器电路105。所谓预定的常数，例如对应于AM-AM特性曲线的斜率的改变而设置。

通过此结构，根据本发明第六实施例的极坐标调制电路在即使组合现有技术也没能解决的极坐标调制方式中，也能够在确保补偿准确性的同时减少存储在存储器中的数据的容量，并且能抑制失真补偿电路规模的增加，并补偿环境状态的变化。

虽然图9示出了根据环境状态检测单元2300中的检测信号来调节系数的电路结构，但是也可以是例如假设在偏移存储单元101a中，事先存储对应于温度改变时的AM-AM特性曲线的偏移电压的偏移值、并且根据从环境状态补偿电路2301输出的补偿信号而将预定的偏移值加到幅度信号r(t)。通过此结构，可以根据温度状态调节DC偏移。

通过根据环境状态的系数调节和根据环境状态的DC偏移调节的组合，可以高精度地补偿当环境状态改变时的特性的改变。

虽然已经详细地描述了本发明并且参考了特定实施例，但是本领域的技术人员将认识到，在不背离本发明的精神和范围的情况下，可做出各种改变和修改。

本发明基于2005年4月26日提交的日本专利申请(JP-A-2005-128207)和2006年4月11日提交的日本专利申请(JP-A-2006-108997)，并且将其合并于此其内容作为参考。

工业实用性

根据本发明的极坐标调制电路在确保补偿准确性的同时能够减少存储在存储器中的数据的容量，并且抑制关于失真补偿的电路规模的增加，并且可用作包括预矫正方式的失真补偿电路的极坐标调制电路等。

Claims (20)

1.一种极坐标调制电路，包括：

相位调制单元，其基于具有至少根据发送数据生成的基带正交信号中的相位分量的信号生成相位调制信号；

偏移存储单元，其存储输出信号特性即AM-AM特性的DC偏移，所述AM-AM特性为在放大器的稳定状态下的控制电压的输出信号特性，所述放大器通过预定输入高频信号幅度值和预定控制电压值驱动；

系数存储单元，其存储输出信号特性的系数；

第一运算电路，其对基带正交信号的振幅分量，将存储在所述偏移存储单元中的DC偏移进行加法运算或减法运算；

第二运算电路，其对来自所述第一运算电路的输出信号将存储在所述系数存储单元中的系数进行乘法运算或除法运算；

幅度调制单元，其基于来自所述第二运算电路的输出信号生成幅度调制信号；以及

放大单元，其通过将相位调制信号作为输入高频信号进行输入和将幅度调制信号作为控制信号输入，来合成进行了失真校正的发送数据。

2.一种极坐标调制电路，包括：

相位调制单元，其基于具有至少根据发送数据生成的基带正交信号中的相位分量的信号而生成相位调制信号；

偏移存储单元，其存储输出信号特性即AM-AM特性的DC偏移，所述AM-AM特性为在放大器的稳定状态下的控制电压的输出信号特性，所述放大器通过预定输入高频信号幅度值和预定控制电压值驱动；

系数存储单元，其存储输出信号特性的系数；

第一运算电路，其对所述基带正交信号的振幅分量，将存储在所述系数存储单元中的系数进行乘法运算或除法运算；

第二运算电路，其对来自所述第一运算电路的输出信号，将存储在所述偏移存储单元中的DC偏移进行加法或减法运算；

幅度调制单元，其基于来自所述第二运算电路的输出信号生成幅度调制信号；以及

放大单元，其通过将相位调制信号作为输入高频信号进行输入和将幅度调制信号作为控制信号输入，来合成进行了失真校正的发送数据。

3.如权利要求1或2所述的极坐标调制电路，

所述系数存储单元将截距作为DC偏移进行固定，将近似的多个线性函数的斜率作为系数进行存储。

4.如权利要求3所述的极坐标调制电路，还包括：

地址生成电路，其生成用于指定所述系数存储单元中的地址的地址信号，所述系数存储单元存储了与基带正交信号的幅度对应的系数，在所述基带正交信号的幅度表示输出信号特性的线性区域的情况下，所述地址生成电路指定固定的地址。

5.如权利要求1或2所述的极坐标调制电路，

所述偏移存储单元将斜率作为所述系数进行固定，将近似的多个线性函数的各截距作为DC偏移进行存储。

6.如权利要求5所述的极坐标调制电路，还包括：

地址生成电路，其生成用于指定所述系数存储单元中的地址的地址信号，所述系数存储单元存储了与基带正交信号的幅度对应的DC偏移，在所述基带正交信号的幅度表示输出信号特性的线性区域的情况下，所述地址生成电路指定固定的地址。

7.如权利要求1或2所述的极坐标调制电路，还包括：

瞬态特性补偿电路，其通过调节存储在所述系数存储单元中的系数而补偿由所述放大单元的幅度调制所引起的瞬时响应。

8.如权利要求7所述的极坐标调制电路，

所述瞬态特性补偿电路包括乘法器电路，其将存储在所述系数存储单元中的系数乘以预定值。

9.如权利要求7所述的极坐标调制电路，

所述瞬态特性补偿电路包括乘法器电路，其将对幅度调制单元的输入信号乘以预定值。

10.如权利要求8所述的极坐标调制电路，

所述瞬态特性补偿电路根据所述放大单元的发送输出功率来切换用于乘法器电路中的乘法的预定值。

11.如权利要求8所述的极坐标调制电路，

所述瞬态特性补偿电路根据幅度调制信号的均方根来切换用于乘法器电路中的乘法的预定值。

12.如权利要求7所述的极坐标调制电路，

所述瞬态特性补偿电路包括乘法数字/模拟转换电路，其对于幅度调制单元的输入信号乘以预定值。

13.如权利要求12所述的极坐标调制电路，

所述瞬态特性补偿电路根据所述放大单元的发送输出功率来切换乘法数字/模拟转换电路的参考电位。

14.如权利要求8所述的极坐标调制电路，还包括：

环境状态检测单元，其检测环境状态；以及

环境状态补偿电路，其根据从所述环境状态检测单元输出的检测信号来调节所述DC偏移或所述系数。

15.如权利要求14所述的极坐标调制电路，

所述瞬态特性补偿电路包括乘法数字/模拟转换电路，其对于幅度调制单元的输入信号乘以预定值，

所述环境状态补偿电路包括数据表，其为按每个环境状态保持存储在所述偏移存储单元中的DC偏移、存储在系数存储单元中的系数、在所述瞬态特性补偿电路进行乘法的系数、或对乘法数字/模拟转换电路提供参考电位的数据表。

16.如权利要求15所述的极坐标调制电路，

所述环境状态补偿电路根据从所述环境状态检测单元输出的检测信号来切换保持在数据表中的所述DC偏移、所述系数、所述乘法的系数或所述参考电位。

17.如权利要求14所述的极坐标调制电路，

所述环境状态检测单元检测所述放大单元的消耗电流。

18.如权利要求14所述的极坐标调制电路，

所述环境状态检测单元检测环境温度。

19.一种集成电路，包括如权利要求1或2所述的极坐标调制电路。

20.一种无线电设备，包括如权利要求1或2所述的极坐标调制电路。

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