JP2002152289A - 歪み補償装置 - Google Patents

歪み補償装置

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JP2002152289A
JP2002152289A JP2000339804A JP2000339804A JP2002152289A JP 2002152289 A JP2002152289 A JP 2002152289A JP 2000339804 A JP2000339804 A JP 2000339804A JP 2000339804 A JP2000339804 A JP 2000339804A JP 2002152289 A JP2002152289 A JP 2002152289A
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signal
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和義 榎本
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 補償テーブルの回路規模を低減させる。 【解決手段】 直交ベースバンド信号201から係数ア
ドレス生成部202にてDPRAM203へのアドレス
が計算され、そのアドレスは補償係数テーブルのアドレ
スとしてDPRAM203へ送られる。このアドレスに
対応する更新補償係数データ206がDPRAM203
から出力され、その出力は加算回路204へ入力され
る。加算回路204ではDPRAM203の出力と直交
ベースバンド信号201とが加算され、非線形歪み補正
後データ205として出力される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は歪み補償装置に関
し、特にデジタル無線通信システムにおける歪み補償装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、送信機の歪み補償としてはIF帯
およびRF帯でのアナログ補償が一般的であった。これ
は、送信系の歪み特性と逆の特性の歪みを発生させる回
路を従続接続して歪みを相殺させる方法である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この従来技術
には次のような問題点があった。第1の問題点は、逆特
性の歪みを発生させるためにトランジスタを用いてお
り、発生させた逆特性の歪みがトランジスタの特性に依
存していたため、送信系の歪みと必ずしも一致していな
かった点である。
【0004】第2の問題点は、温度その他の外的要因に
よる送信系の特性の変化に補償が追従できなかった点で
ある。その理由は補償に帰還がかかっていないことにあ
る。
【0005】一方、従来のデジタル方式の歪み補償回路
についても、次のような問題点があった。図3は従来の
非線形歪み補償部の一例の構成図である。同図を参照す
ると、非線形歪み補償部はデュアルポートRAM(DP
RAM)402で構成されている。そして、直交ベース
バンド信号401及び更新補償係数データ404が入力
されると非線形補正後データ403が出力される構成で
ある。
【0006】しかし、第3の問題点は、同図に示される
ように、直交ベースバンド信号401を直接DPRAM
402のアドレスとして与えていたため、DPRAM4
02の容量が大きくなければならず、補償テーブルの回
路規模が大きくなってしまう点である。
【0007】図4は従来の非線形歪み補償装置の他の一
例の構成図である。同図を参照すると、非線形歪み補償
装置は直交ベースバンド信号301が夫々入力される2
個の非線形歪み補償部302と、これら2個の非線形歪
み補償部302の出力を直交変調する直交変調部303
と、直交変調部303の出力をデジタル信号からアナロ
グ信号へ変換するD/A変換器304と、D/A変換器
304の出力周波数を上昇させるアップコンバ−タ30
5と、アップコンバ−タ305の出力を増幅する電力増
幅部306と、電力増幅部306の出力を瀘波する出力
フィルタ307と、出力フィルタ307の出力が入力さ
れるアンテナ308と、直交ベースバンド信号301の
電力を計算する電力計算部310と、電力計算部310
からの出力に基づき補償係数を切替えて非線形歪み補償
部302へ出力する補償係数切替部309とから構成さ
れている。
【0008】しかし、第4の問題点は、同図に示される
ように、電力計算部310からの出力に応じてあらかじ
め用意した複数の補償テーブルを切り替えて運用を行う
ため、高精度の補償が不可能な点である。なお、この種
の非線形歪み補償装置の他の例が特開平8−25124
6号公報(以下、先行技術文献1という)に開示されて
いる。
【0009】又、第5の問題点は、変調器内のデータ伝
送速度が速いため、歪み解析や補償テーブル生成も高速
に行う必要があったため、高速で大規模な回路構成にな
ってしまう点である。
【0010】又、入力信号と出力信号の一部を帰還させ
た信号とから歪み補償値を計算する技術が特開2000
−216640号公報(以下、先行技術文献2とい
う)、特開平10−150393号公報(以下、先行技
術文献3という)及び特開平11−136302号公報
(以下、先行技術文献4という)に開示されている。し
かし、これら第1から第5までの問題点を解決する手段
は上述した先行技術文献1から5のいずれにも記載され
ていない。
【0011】そこで本発明の目的は、上述した第1から
第5までの問題点を解決することが可能な歪み補償装置
を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明は、デジタル無線通信システムにおける歪み補
償装置であって、入力信号と出力信号の一部を帰還させ
た信号とから歪み補償係数を生成する補償係数生成手段
と、前記補償係数生成手段で生成された歪み補償係数に
基づき前記出力信号の歪み補償を行う歪み補償手段とを
含んでおり、前記歪み補償手段は前記入力信号に基づき
歪み補償処理に要するデータビット数を前記入力信号を
構成するビット数よりも低減させるビット数制御手段を
含むことを特徴とする。
【0013】本発明によれば、送信系の歪みをデジタル
データで処理・解析し、送信出力を帰還させ帰還データ
と入力データを補償係数生成手段において比較・演算し
て補償係数を更新し、入力された直交ベースバンド信号
を信号処理することにより補償係数テーブルに与えるア
ドレスを半減させ、送信系の歪みの大部分を占める電力
増幅器の歪み特性の変動が比較的緩やかであるため補償
係数生成手段での歪みの解析および補償係数生成を低速
で行うことができるため、上述した第1から第5までの
問題点を解決することが可能となる。
【0014】
【発明の実施の形態】まず、本発明の概要について説明
する。本発明は、デジタル無線通信システムにおいて、
送信系のシステム中の変調時、周波数変換時、電力増幅
器等において信号帯域内外に発生する非線形歪み及び出
力フィルタ等において発生する線形歪みを含んだ出力を
帰還させ、入力ベースバンド信号と比較及び演算するこ
とによってその歪みを補償する装置である。
【0015】デジタル変調の特徴であるピーク電力が平
均電力より大幅に大きいこと及び増幅器の飽和電力に限
界があることから、飽和電力近くでは補償係数テーブル
を簡略化し、さらに補正値のみをDPRAMに格納する
ことで歪み補償係数テーブルの回路規模を小さくするこ
とができる。
【0016】以下、本発明に係る歪み補償装置の実施の
形態について添付図面を参照しながら説明する。図1は
本発明に係る歪み補償装置の最良の実施の形態の構成図
である。同図を参照すると、非線形歪み補償装置は直交
ベースバンド信号101が夫々入力されFIR(Fin
ite Impulse Response)フィルタ
で構成される2個の線形歪み補償部102と、これら2
個の線形歪み補償部102の出力が夫々入力されDPR
AMで構成される2個の非線形歪み補償部103と、こ
れら2個の非線形歪み補償部103の出力を直交変調す
る直交変調部104と、直交変調部104の出力をデジ
タル信号からアナログ信号へ変換するD/A変換器10
5と、D/A変換器105の出力周波数を上昇させるア
ップコンバ−タ106と、アップコンバ−タ106の出
力を増幅する電力増幅部107と、電力増幅部107の
出力を瀘波する出力フィルタ108と、出力フィルタ1
08の出力の一部を抽出する方向性結合器109と、出
力フィルタ108の出力の大半が方向性結合器109を
介して入力されるアンテナ110と、方向性結合器10
9で抽出された出力フィルタ108の出力の一部の出力
周波数を下降せるダウンコンバ−タ111と、ダウンコ
ンバ−タ111の出力をアナログ信号からデジタル信号
へ変換するA/D変換器112と、A/D変換器112
の出力を直交復調する直交復調部113と、直交ベース
バンド信号101と直交復調部113との出力から補償
係数を生成し線形歪み補償部102及び非線形歪み補償
部103へ出力する補償係数生成部114とから構成さ
れている。
【0017】次に、歪み補償装置の動作について説明す
る。電力増幅器107、出力フィルタ108等によって
非線形歪み、線形歪みが発生する。それらの歪みを含ん
だ送信信号は方向性結合器109から抽出され、ダウン
コンバータ111、A/Dコンバータ112、直交復調
部113を経て歪みを含んだベースバンド信号となる。
【0018】一方、補償係数生成部114では、この歪
みを含んだベースバンド信号と、入力された直交ベース
バンド信号101との遅延補正、比較及び信号処理を行
い、線形歪み、非線形歪み夫々の補償係数を算出し、そ
の補償係数は線形歪み補償部102へはFIRフィルタ
の係数として、非線形歪み補償部103へは補償係数テ
ーブルとして送られる。そして、直交ベースバンド信号
101が入力されると、補償係数生成部114から与え
られた係数によってFIRフィルタである線形歪み補償
部102によって線形歪みを補償する。
【0019】次に、非線形歪み補償部103の構成及び
動作について説明する。図2は非線形歪み補償部103
の構成図である。同図を参照すると、非線形歪み補償部
103は線形歪み補償部102の出力(直交ベースバン
ド信号201)が入力される係数アドレス生成部202
と、係数アドレス生成部202の出力と補償係数生成部
114の出力(更新補償係数データ206)とが入力さ
れるDPRAM203と、DPRAM203の出力と直
交ベースバンド信号201とが加算される加算回路20
4とから構成される。
【0020】そして、直交ベースバンド信号201から
係数アドレス生成部202にてDPRAM203へのア
ドレスが計算され、そのアドレスは補償係数テーブルの
アドレスとしてDPRAM203へ送られる。
【0021】そして、このアドレスに対応する更新補償
係数データ206がDPRAM203から出力され、そ
の出力は加算回路204へ入力される。加算回路204
ではDPRAM203の出力と直交ベースバンド信号2
01とが加算され、非線形歪み補正後データ205とし
て出力される。これにより、後段の電力増幅器107や
出力フィルタ108の歪みを補償することができる。
【0022】ここで、例えば入力の直交ベースバンド信
号101の量子化ビット数が16ビット、ピーク電力対
平均電力の比が12dBとしたとき、帯域内外に発生す
る相互変調歪みを40dB以下に抑えようとすると、歪
み補償テーブルへ与えるアドレスの量子化ビット数は最
低8ビットあればよいことになる。例えば、量子化ビッ
ト数全16ビットのうちの上位2ビットと下位6ビット
の合計8ビットで足りることになる。
【0023】従って、入力データ(直交ベースバンド信
号201)として16ビットの信号が非線形歪み補償部
103に入力されると、非線形歪み補償部103内の係
数アドレス生成部202によって信号処理を行い、補償
係数テーブルであるDPRAM203へ8ビットのアド
レスとして送られ、16ビットの補償係数を得る。そし
て、入力データ(直交ベースバンド信号201)と補償
係数を加算回路204で加算することにより、非線形補
正後データ205が得られる。従来は図3のように直交
ベースバンド信号401を直接DPRAM402の補償
テーブルのアドレスとして与えていたため、DPRAM
402の容量が大きくなければならなかったのである。
【0024】なお、直交ベースバンド信号を補償するた
め、変調器内で直交ベースバンド信号を用いている送信
方式であれば、複数の搬送波を用いる送信システム(例
えば、OFDM(Orthoganal Freque
ncy DivisionMultiplex)方式)
の場合についても、1つの搬送波を用いる送信システム
(例えば、ATSC(Advanced Televi
sion Syetem Committee)方式)
の場合についても本発明の適用が可能である。
【0025】
【発明の効果】本発明によれば、デジタル無線通信シス
テムにおける歪み補償装置であって、入力信号と出力信
号の一部を帰還させた信号とから歪み補償係数を生成す
る補償係数生成手段と、前記補償係数生成手段で生成さ
れた歪み補償係数に基づき前記出力信号の歪み補償を行
う歪み補償手段とを含んでおり、前記歪み補償手段は前
記入力信号に基づき歪み補償処理に要するデータビット
数を前記入力信号を構成するビット数よりも低減させる
ビット数制御手段を含むため、上述した第1から第5ま
での問題点を解決することが可能となる。
【0026】具体的には、第1の効果は、送信系の歪み
をデジタルデータで処理・解析するため、送信系の歪み
と高精度に一致させることができることである。
【0027】第2の効果は、送信出力を帰還させ、帰還
データと入力データを補償係数生成手段において比較・
演算し、補償係数を更新することによって送信系の時間
的な特性の変化にも追従することができることである。
【0028】第3の効果は、入力された直交ベースバン
ド信号を信号処理することにより、補償係数テーブルに
与えるアドレスを半減させ、補償係数テーブルの回路規
模を小さくすることができることである。。
【0029】第4の効果は、回路規模を小さくすること
ができることである。その理由は、送信系の歪みの大部
分を占める電力増幅器の歪み特性の変動が比較的緩やか
であるため、補償係数生成手段での歪みの解析および補
償係数生成を低速で行うことができるからである。
【0030】さらに、第5の効果は、電力増幅器のバッ
クオフ量を減らすことができ、それによって電力増幅器
の最大出力を増やすことができることである。その理由
は、電力増幅器をはじめとする送信系の歪みを低減でき
るからである。
【0031】第6の効果は、直交変調器に内蔵可能なこ
とである。その理由は、変調器内のデジタル信号処理の
過程において補償を行うからである。
【0032】第7の効果は、受信器でのデータ誤り率を
減らすことができることである。その理由は、送信信号
帯域内の相互変調歪みを低減できるからである。
【0033】第8の効果は、送信系の歪みを解析するこ
とができることである。その理由は、送信系の歪みを帰
還させ、補償係数生成手段によってどのような歪みが発
生しているか解析を行っているからである。
【0034】第9の効果は、送信出力を帰還させ直交復
調し、補償係数生成手段で送信データと比較することに
より、温度その他の外的要因による送信系の特性の変化
に補償が追従できることである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る歪み補償装置の最良の実施の形態
の構成図である。
【図2】非線形歪み補償部103の構成図である。
【図3】従来の非線形歪み補償部の一例の構成図であ
る。
【図4】従来の非線形歪み補償装置の他の一例の構成図
である。
【符号の説明】
102 線形歪み補償部 103 非線形歪み補償部 104 直交変調部 105 D/A変換器 106 アップコンバ−タ 107 電力増幅部 108 出力フィルタ 109 方向性結合器 110 アンテナ 111 ダウンコンバ−タ 112 A/D変換器 113 直交復調部 114 補償計数生成部 202 係数アドレス生成部 203 DPRAM 204 加算回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5J090 AA01 AA24 AA41 CA21 CA27 FA17 GN02 GN06 HN03 HN08 KA26 KA34 KA53 KA55 SA14 TA01 5K004 AA01 AA05 AA08 BC01 FE10 FF05 JE03 JF04 5K060 BB07 CC04 FF06 HH01 KK06

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 デジタル無線通信システムにおける歪み
    補償装置であって、入力信号と出力信号の一部を帰還さ
    せた信号とから歪み補償係数を生成する補償係数生成手
    段と、前記補償係数生成手段で生成された歪み補償係数
    に基づき前記出力信号の歪み補償を行う歪み補償手段と
    を含んでおり、 前記歪み補償手段は前記入力信号に基づき歪み補償処理
    に要するデータビット数を前記入力信号を構成するビッ
    ト数よりも低減させるビット数制御手段を含むことを特
    徴とする歪み補償装置。
  2. 【請求項2】 前記入力信号はベースバンド信号であり
    かつ前記出力信号は前記入力信号をデジタル変調した信
    号であることを特徴とする請求項1記載の歪み補償装
    置。
  3. 【請求項3】 前記歪み補償手段は前記歪み補償係数が
    格納される格納手段をさらに含み、前記ビット数制御手
    段は前記入力信号に基づき前記格納手段へ与えるアドレ
    スのビット数を低減させることを特徴とする請求項1又
    は2記載の歪み補償装置。
  4. 【請求項4】 前記歪み補償手段は前記格納手段から読
    出された前記歪み補償係数と前記入力信号とを加算する
    加算手段をさらに含むことを特徴とする請求項1から3
    いずれかに記載の歪み補償装置。
  5. 【請求項5】 前記歪み補償手段は非線形歪みを補償す
    ることを特徴とする請求項1から4いずれかに記載の歪
    み補償装置。
  6. 【請求項6】 前記歪み補償手段の前段に線形歪みを補
    償する第2の歪み補償手段を含み、前記第2の歪み補償
    手段は前記補償係数生成手段で生成された歪み補償係数
    に基づき前記出力信号の線形歪みを補償することを特徴
    とする請求項1から5いずれかに記載の歪み補償装置。
  7. 【請求項7】 前記入力信号は直交ベースバンド信号で
    あることを特徴とする請求項1から6いずれかに記載の
    歪み補償装置。
  8. 【請求項8】 複数の搬送波を用いる送信システムに用
    いられることを特徴とする請求項1から7いずれかに記
    載の歪み補償装置。
  9. 【請求項9】 1つの搬送波を用いる送信システムに用
    いられることを特徴とする請求項1から7いずれかに記
    載の歪み補償装置。
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