JP2003188656A

JP2003188656A - 歪補償回路

Info

Publication number: JP2003188656A
Application number: JP2001389740A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Doi; 喜明土居
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2001-12-21
Filing date: 2001-12-21
Publication date: 2003-07-04
Also published as: EP1322034A1; US20030118125A1; US7215717B2; DE60218117T2; EP1322034B1; DE60218117D1

Abstract

(57)【要約】【課題】歪補償の安定性を損なうことなく歪補償デー
タが収束する時間を短縮する。【解決手段】誤差算出及び補償データ更新部１１
₁は、入力信号である直交ベースバンド送信信号と、電
力増幅器６の一部を復調することにより得られた帰還信
号との誤差演算を行い、その誤差データにステップ係数
α（ｒ_n）、β（ｒ_n）を乗算した値を更新前の歪補償デ
ータＫ_n、θ_nに加算する反復演算を行うことにより更新
後の歪補償データＫ_n+1、θ_n+1を算出して非線形歪を補
償するための歪補償データの更新を行う。ステップ係数
データメモリ１５は、振幅補償データ用ステップ係数α
（ｒ_n）と位相補償データ用ステップ係数β（ｒ_n）が振
幅値毎に格納されていて、振幅計算部１０により算出さ
れた入力信号の振幅値ｒ_nに応じたステップ係数α
（ｒ_n）、β（ｒ_n）を乗算部２１₁、２１₂に出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、無線通信システム
における基地局等の無線送信装置において使用され、直
交ベースバンド送信信号を増幅する電力増幅器等の増幅
手段において発生する歪を補償するための歪補償回路に
関する。

【０００２】

【従来の技術】無線通信システムにおける無線送信装置
では、隣接チャネル漏洩電力をできるだけ低く抑えるた
めには、全ての振幅成分において線形性を有する電力増
幅器を使用することが理想的である。しかし、非常に大
きな振幅成分に到るまで良好な線形性を有する電力増幅
器は、構成が大きくなり、高価で消費電力も大きくなっ
てしまう。そのため、小さな振幅成分においては良好な
線形性を有するが、大きな振幅成分においては非線形性
を有する電力増幅器を使用せざるおえない場合もある。
このような電力増幅器を使用した場合、実効電力と比較
して大きな電力レベルの振幅成分を増幅しようとすると
隣接チャネル漏洩電力が大きくなってしまう。

【０００３】そこで、電力増幅手段の非線形歪による隣
接チャネル漏洩電力を抑圧するために、様々な歪補償技
術が提案されている。このような歪補償技術の代表的な
ものとしては、フィードフォワード方式、カーテシアン
・フィードバック方式、及びプリディストーション方式
が提案されている。フィードフォワード方式は、誤差増
幅器を必要とする構成上、高効率化が困難であり、最近
では低コスト化と高効率化の面から、ベースバンドにお
けるディジタル直交座標での歪補償が可能なカーテシア
ン・フィードバック方式とプリディストーション方式に
よる歪補償が検討されている。（例えば、特開平８−７
８９６７号公報、特開平８−２５１２４６号公報等）ところが、カーテシアン・フィードバック方式では、歪
改善量がループ利得に比例することから、歪改善度を上
げ、且つ負帰還におけるループ安定度を保つ為には歪改
善可能な帯域幅を広くすることが困難である。従って移
動体通信システムにおいては、広帯域化の可能なプリデ
ィストーション方式が有効である為、以下はプリディス
トーション方式を例に説明する。

【０００４】図９は従来技術によるプリディストーショ
ン型の歪補償回路を備えた無線送信装置の一構成例を示
すブロック図である。この従来の無線送信装置は、送信
データ生成部１と、Ｄ／Ａ変換器３₁、３₂と、直交変調
器４と、基準信号生成部５と、電力増幅器６と、方向性
結合器７と、歪補償回路３０とを備えている。また、歪
補償回路３０は、非線形歪補償演算部２と、直交復調器
８と、Ａ／Ｄ変換器９ ₁、９₂と、振幅計算部１０と、誤
差算出及び補償データ更新部９１とから構成されてい
る。

【０００５】非線形歪補償演算部２では、送信データ生
成部１からのディジタル直交ベースバンド信号Ｉ、Ｑに
対して予め算出された歪補償データＫ、θに基づいた複
素乗算による歪補償演算が行われる。そして、歪補償演
算が行われた後の直交ベースバンド信号Ｉ’、Ｑ’は、
Ｄ／Ａ変換器３₁、３₂によりアナログ信号に変換されて
アナログ直交ベースバンド信号となる。次に、直交変調
器４では、このアナログ直交ベースバンド信号を基準信
号生成部５からの信号によって直交変調信号に変換す
る。その後、この直交変調信号は、電力増幅器６におい
て電力増幅されてＲＦ出力として出力される。

【０００６】また、電力増幅器６の出力の一部は方向性
結合器７によって直交復調器８に帰還され、基準信号生
成部５からの信号によってアナログ直交ベースバンド信
号に復調される。更にこのアナログ直交ベースバンド信
号は、Ａ／Ｄ変換器９₁、９₂によりディジタル信号に変
換されてディジタル直交ベースバンド信号となる。この
帰還されたディジタル直交ベースバンド信号と、送信デ
ータ生成部１からの入力直交ベースバンド信号を、誤差
算出及び補償データ更新部９１で比較し、歪補償データ
を更新する。非線形歪補償演算部２では、この更新され
た歪補償データに基づいて、振幅計算部１０からの振幅
値をアドレスとして歪補償データを参照し歪補償を行
う。

【０００７】以上の構成はプリディストーション型の歪
補償回路の一例を示すもので、振幅計算部１０による振
幅値をアドレスとする替わりに、振幅値の２乗値である
電力値をアドレスとして歪補償演算を行うような構成も
提案されている。

【０００８】次に、図９中に示した誤差算出及び補償デ
ータ更新部９１の構成を図１０のブロック図に示す。誤
差算出及び補償データ更新部９１は、図１０に示すよう
に、誤差算出部１２と、誤差補償データメモリ１３と、
歪補償データメモリ１４と、乗算器２１₁、２１₂と、加
算器２２₁、２２₂とから構成されている。

【０００９】誤差算出及び補償データ更新部９１は、入
力信号である直交ベースバンド送信信号と、電力増幅器
６の出力の一部を復調することにより得られた帰還直交
ベースバンド信号との誤差演算を行い、その誤差データ
にステップ係数α、βを乗算した値を更新前の歪補償デ
ータＫ_n、θ_nに加算する反復演算を行うことにより新た
な歪補償データＫ_n+1、θ_n+1を算出して非線形歪を補償
するための歪補償データの更新を行っている。

【００１０】ここで、歪補償データは、入力信号の振幅
値に応じて異なるため、ある振幅値に対応した歪補償デ
ータは、入力信号の振幅値がその振幅値となった場合に
のみ更新が行われる。そこで、以下の説明では、ある振
幅値に対応する歪補償データが更新される（参照され
た）回数をｎとすると、ｎ回目にある振幅値となった入
力信号の振幅値をｒ_nとして表現する。

【００１１】誤差算出部１２は、入力信号の振幅値ｒ_n
における入力信号Ｉ、Ｑと帰還信号Ｉ”、Ｑ”を極座標
上で比較して振幅誤差Ｅａ（ｒ_n）と、位相誤差Ｅｐ
（ｒ_n）を算出し、更に振幅側については振幅誤差Ｅａ
（ｒ_n）を入力信号の振幅値ｒ_nで除算した値Ｅａ
（ｒ_n）／ｒ_nを算出し、これらのデータを誤差データと
して誤差補償データメモリ１３に出力する。

【００１２】誤差補償データメモリ１３は、誤差算出部
１２において算出された誤差データを、振幅計算部１０
により算出された入力信号の振幅値ｒ_nをアドレスとし
て一旦蓄積するための書換え可能なメモリである。

【００１３】乗算器２１₁、２１₂は、予め定められたス
テップ係数α、βを、誤差補償データメモリ１３からの
位相誤差Ｅｐ（ｒ_n）、振幅誤差振幅誤差Ｅａ（ｒ_n）を
入力信号の振幅値ｒ_nで除算した値Ｅａ（ｒ_n）／ｒ_nに
乗算する演算を行い、その演算結果を出力している。

【００１４】加算器２２₁、２２₂は、乗算器２１₁、２
１₂からの演算結果に、歪補償データメモリ１４から出
力された更新前の歪補償データＫ_n、θ_nを加算する演算
を行い、その演算結果を更新後の補償データＫ_n+1、θ
_n+1として歪補償データメモリ１４に出力している。

【００１５】歪補償データメモリ１４は、振幅計算部１
０により算出された入力信号の振幅値ｒ_nに対して記憶
されている振幅補償データＫ_n、位相補償データθ_nを読
み出して非線形歪補償演算部２に出力するとともに、加
算器２２₁、２２₂からの更新後の歪補償データＫ_n+1、
θ_n+1を入力信号の振幅値ｒ_nに対する歪補償データとし
て新たに記憶する。

【００１６】次に、この従来の歪補償回路における誤差
算出及び補償データ更新部９１の動作を図１０を参照し
て説明する。

【００１７】ある時点の入力信号の振幅をｒ_nとし、同
時点での歪補償データメモリ１４における入力信号振幅
ｒ_nに対する歪補償データについて、振幅補償データを
Ｋ_n、位相補償データをθ_nとする。誤差算出部１２では
ｒ_nにおける入力信号Ｉ、Ｑと帰還信号Ｉ”、Ｑ”を極
座標上で比較して振幅誤差Ｅａ（ｒ_n）と、位相誤差Ｅ
ｐ（ｒ_n）を算出し、更に振幅側についてはＥａ（ｒ_n）
／ｒ_nを算出する。これらの誤差データは、ｒ_nをアドレ
スとして一旦書換え可能な誤差補償データメモリ１３に
蓄積される。入力信号の振幅値が次に同じ値となる際の
入力信号の振幅値をｒ_n+1とすると、その時点での振幅
補償データＫ_n+1と位相補償データθ_n+1は、入力信号振
幅をｒ_nをアドレスとして歪補償データメモリ１４に記
憶されている位相補償データＫ_n、振幅補償データθ_nを
参照し、乗算器２１₁、２１₂および加算器２２₁、２２₂
により以下の反復演算処理が行われることによって得る
ことができる。Ｋ_n+1＝Ｋ_n＋α・｛Ｅａ（ｒ_n）／ｒ_n｝ θ_n+1＝θ_n＋β・Ｅｐ（ｒ_n）そして、書換え可能な歪補償データメモリ１４のデータ
を、入力信号振幅をアドレスとして以上の処理によって
得られた歪補償データに更新した後、図９における非線
形歪補償演算部２において逐次更新された歪補償データ
に基づいて複素乗算を行うことで、適応的な歪補償制御
が実現される。

【００１８】ここで、上記の式の振幅補償データの反復
演算処理における乗算係数α、及び位相補償データの反
復演算処理における乗算係数βは、収束値には関係せ
ず、収束時間と安定性に影響のある反復演算のステップ
係数であり、一般的にはある固定値が採用されている。

【００１９】このステップ係数として小さな値を設定す
ると、図１１（ａ）に示すように歪補償データが最適値
に収束するまでの収束時間が長くなってしまう。しか
し、収束時間を短縮する為に、逆にステップ係数を大き
な値に設定すると、図１１（ｂ）に示すように補償デー
タが安定収束せずに振動が発生してしまう。そのため、
ステップ係数を設定する際には収束時間と安定性を考慮
して最も適切な値が選択される。しかし、この最適なス
テップ係数は入力信号の振幅値によって変化する。しか
しながら、上記で説明した従来の歪補償回路では、補償
データを算出する際の反復演算のステップ係数を、入力
信号の振幅値ｒ_nの大きさに関係なく一定値としている
ため、ある入力振幅値の時には最適な値でも別の入力振
幅値の時には必ずしも最適な値とはならず、全ての振幅
値において、歪補償の安定性を向上させた上で収束時間
を短縮することを実現することはできない。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の歪補償
回路では、歪補償データを算出する際の反復計算のステ
ップ係数を入力信号の振幅値に関わらず一定値としてい
るため、歪補償の安定性を確保したまま収束時間を短縮
することはできないという問題があった。

【００２１】本発明の目的は、歪補償の安定性を損なう
ことなく歪補償データを収束させる迄の時間を従来技術
より短縮することができる歪補償回路を提供することで
ある。

【００２２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の歪補償回路は、直交ベースバンド送信信号
を増幅するための増幅手段において発生する歪を補償す
るための歪補償回路であって、前記歪補償回路は、前記
直交ベースバンド送信信号の振幅値を計算する振幅計算
部と、前記直交ベースバンド送信信号と、前記増幅手段
の出力の一部を復調することにより得られた帰還直交ベ
ースバンド信号との誤差演算を行い、該誤差データにス
テップ係数を乗算した値を更新前の歪補償データに加算
することにより新たな歪補償データを算出して歪補償デ
ータの更新を行う誤差算出及び補償データ更新部と、前
記誤差算出及び補償データ更新部からの補償データに基
づいて前記直交ベースバンド送信信号に対する歪補償を
行う非線形歪補償演算部とを備え、前記誤差算出及び補
償データ更新部は、前記振幅計算部により算出された振
幅値に応じて前記ステップ係数を変更するステップ係数
変更手段を用いることを特徴とする。

【００２３】本発明によれば、誤差算出及び補償データ
更新部において、復調された帰還直交ベースバンド信号
と直交ベースバンド送信信号を極座標上で比較して算出
した振幅誤差と位相誤差に各々乗算するステップ係数
を、入力信号である直交ベースバンド送信信号の振幅値
に応じて変更する構成としたことにより、誤差データの
サンプル数が少ない入力信号振幅が大きい成分に至るま
での補償データの更新を早めて、歪補償を収束させる迄
の時間を従来技術より大幅に短縮できるとともに、歪補
償の安定性を向上させることができる。

【００２４】また、本発明の他の歪補償回路では、前記
ステップ係数変更手段を、振幅補償データ用ステップ係
数と位相補償データ用ステップ係数とが振幅値毎に格納
されていて、前記振幅計算部により算出された振幅値に
応じたステップ係数を出力するステップ係数データメモ
リとするようにしてもよい。

【００２５】また、本発明の他の歪補償回路では、前記
ステップ係数変更手段を、前記振幅計算部により算出さ
れた振幅値を変数として、該振幅値に応じたステップ係
数を算出するステップ係数計算部とするようにしてもよ
い。

【００２６】また、本発明の他の歪補償回路では、前記
ステップ係数変更手段を、少なくとも２種類以上のステ
ップ係数の切換えを行うステップ係数選択器と、前記ス
テップ係数選択器を前記振幅計算部により算出された振
幅値に応じて切換える振幅判定部とから構成されるよう
にしてもよい。

【００２７】さらに、本発明の他の歪補償回路では、前
記誤差算出及び補償データ更新部が、前記ステップ係数
データメモリからのステップ係数と、前記ステップ係数
よりも小さな値に設定されたステップ係数との切換を行
っている選択手段と、歪補償データが収束する前は前記
選択手段に前記ステップ係数データメモリからのステッ
プ係数を選択させ、歪補償データが収束した後は前記選
択手段に前記小さな値に設定されたステップ係数を選択
するような制御を行っている切換え判定手段とをさらに
備えるようにしてもよい。

【００２８】また、本発明の他の歪補償回路では、前記
誤差算出及び補償データ更新手段が、前記ステップ係数
計算部からのステップ係数と、前記ステップ係数よりも
小さな値に設定されたステップ係数との切換を行ってい
る選択手段と、歪補償データが収束する前は前記選択手
段に前記ステップ係数計算部からのステップ係数を選択
させ、歪補償データが収束した後は前記選択手段に前記
小さな値に設定されたステップ係数を選択するような制
御を行っている切換え判定手段とをさらに備えるように
してもよい。

【００２９】また、本発明の他の歪補償回路では、前記
誤差算出及び補償データ更新手段が、前記ステップ係数
選択器からのステップ係数と、前記ステップ係数よりも
小さな値に設定されたステップ係数との切換を行ってい
る選択手段と、歪補償データが収束する前は前記選択手
段に前記ステップ係数選択器からのステップ係数を選択
させ、歪補償データが収束した後は前記選択手段に前記
小さな値に設定されたステップ係数を選択するような制
御を行っている切換え判定手段とをさらに備えるように
してもよい。

【００３０】さらに、本発明の他の歪補償回路では、前
記切換え判定手段は、初期化後から一定時間が経過した
こと、または温度が平衡に達したことによりにより歪補
償データが収束したものと判定するようにしてもよい。

【００３１】本発明によれば、入力信号である直交ベー
スバンド送信信号の振幅値に応じて変更したステップ係
数を、歪補償収束後はより小さい値のステップ係数に切
換える構成としたことにより、補償データ収束後の歪補
償の安定性を更に向上させることができる。

【００３２】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。

【００３３】（第１の実施形態）先ず、本発明の第１の
実施形態の歪補償回路について説明する。本発明の第１
の実施形態の歪補償回路は、図９に示した従来の歪補償
回路に対して誤差算出及び補償データ更新部９１を図１
に示す誤差算出及び補償データ更新部１１₁に置き換え
たものである。

【００３４】また、誤差算出及び補償データ更新部１１
₁は、図１０に示した誤差算出及び補償データ更新部９
１に対して、ステップ係数データメモリ１５が新たに設
けられた点のみが異なっている。図１において、図１０
に示した従来技術の例と同一部分には同一符号を符して
いる。

【００３５】ステップ係数データメモリ１５は、振幅補
償データ用ステップ係数α（ｒ_n）と位相補償データ用
ステップ係数β（ｒ_n）が振幅値毎に格納されていて、
振幅計算部１０により算出された入力信号の振幅値ｒ_n
に応じたステップ係数α（ｒ_n）、β（ｒ_n）を乗算部２
１₁、２１₂に出力している。

【００３６】本実施形態における乗算部２１₁、２１
₂は、ステップ係数データメモリ１５から出力されたス
テップ係数α（ｒ_n）、β（ｒ_n）を、誤差補償データメ
モリ１３からの位相誤差Ｅｐ（ｒ_n）、振幅誤差Ｅａ
（ｒ_n）を入力信号の振幅値ｒ_nで除算した値Ｅａ
（ｒ_n）／ｒ_nに乗算する演算を行い、その演算結果を出
力している。

【００３７】本実施形態の歪補償回路が、図１０に示し
た従来の歪補償回路と異なる点は、誤差算出部１２で算
出された振幅誤差データ及び位相誤差データを振幅計算
部１０からの振幅値ｒ_nをアドレスとして一旦書換え可
能な誤差補償データメモリ１３に蓄積した後、入力信号
の振幅値が次に同じ値となった際の歪補償データメモリ
１４の振幅補償データＫ_n+1と位相補償データθ_n+1の更
新時において、振幅誤差データ及び位相誤差データの反
復演算処理の際に使用するステップ係数α、βを固定値
とせず、振幅計算部１０からの振幅値ｒ_nをアドレスと
して参照したステップ係数データメモリ１５からのデー
タα（ｒ_n）、β（ｒ_n）を使用することである。

【００３８】上記で説明した歪補償データの更新後の入
力ディジタル直交ベースバンド信号に対する複素乗算に
よる歪補償演算は従来技術と同様である。ステップ係数
データメモリ１５に格納されている振幅値ｒ_nに応じた
ステップ係数α（ｒ_n）、β（ｒ_n）は、以下に説明する
ように、収束時間短縮と安定性向上の面から入力信号の
振幅値ｒ_nに応じて最適な値が設定されている。

【００３９】以下図２、図３を参照しながら本実施形態
の有効性解析について説明する。尚、以上説明した通
り、歪補償データには振幅補償データと位相補償データ
が存在するが、説明の簡略化の為に、以降は無補償時の
初期状態と収束後における補償データの隔たりが大き
く、収束時間に影響の大きい振幅補償側のみに着目して
説明する。

【００４０】ディジタル移動体通信システムにおけるＣ
ＤＭＡ変調方式のような多重変調波はガウス（Ｇａｕｓ
ｓ）雑音に近似できる。更に狭帯域のガウス雑音はラン
ダムな振幅変調から成り、包絡線はレイリー（Ｒａｙｌ
ｅｉｇｈ）分布と考えられる。その包絡線関数（確率密
度関数）は、以下のように表すことができる。ｐ（Ｒ）＝（Ｒ／σ²）・ｅｘｐ（−Ｒ²／２σ²）ここで、Ｒは包絡線電圧を示し、２σ²は実効電力値を
示す。

【００４１】図２は、実効振幅値を１として正規化した
入力振幅レベルに対する上記のレイリー分布の包絡線関
数（確率密度関数）を示す図である。図２の包絡線関数
が示す通り入力信号の包絡線に存在する振幅成分は、実
効値を１とすると、その発生確率は（１／２）^1/2をピ
ークとして、振幅が大きくなるにつれて低くなる。特に
電力増幅器の非線形性によって大きな振幅補償を必要と
する領域においては、その発生確率が非常に低い為に誤
差データのサンプル数が少なく、補償データが収束する
迄にある程度の時間を要する。

【００４２】図３は、振幅補償データ用ステップ係数に
関して、反復演算処理においてある特定の演算回数内で
安定に収束する条件を満足する為のステップ係数の上限
値を各入力振幅レベル毎に示した図である。ある振幅ｒ
_nに対してステップ係数を上限値α（ｒ_n）ｍａｘ以下と
すれば、補償データはある特定の演算回数以内に安定収
束する。しかし、ステップ係数があまり低すぎると収束
するまでの時間が長くなってしまう。また、ある振幅ｒ
_nに対してステップ係数を上限値α（ｒ_n）ｍａｘより大
きい値とすれば、安定収束せずに振動してしまう。つま
り、安定収束する範囲内で収束時間を最も短くしようと
した場合、ステップ係数を上限値α（ｒ_n）ｍａｘに設
定すればよいことがわかる。そして、このステップ係数
の上限値α（ｒ_n）ｍａｘは、図３に示すように入力振
幅レベルによって異なるため、歪補償の安定性を向上さ
せた上で収束時間を短縮する為には、ステップ係数は固
定値ではなく、入力信号の振幅値に応じて切換えること
が有効となる。

【００４３】このように本実施形態の歪補償回路によれ
ば、予め各振幅値毎に最適なステップ係数を、振幅値と
対応させてステップ係数データメモリ１５に格納してお
き、振幅計算部１０により算出された入力信号の振幅値
ｒ_nに応じたステップ係数α（ｒ_n）、β（ｒ_n）を用い
て歪補償データメモリの更新を行うようにしているの
で、入力信号の振幅値ｒ_nの値に応じた最適なステップ
係数を用いることができ振動を発生させて安定性を損な
うことなく最短時間で歪補償データを最適値に収束させ
ることができる。

【００４４】（第２の実施形態）次に、本発明の第２の
実施形態の歪補償回路について説明する。本発明の第２
の実施形態の歪補償回路は、図９に示した従来の歪補償
回路に対して誤差算出及び補償データ更新部９１を図４
に示す誤差算出及び補償データ更新部１１₂に置き換え
たものである。図４において、図１０に示した従来技術
の例と同一部分には同一符号を符している。

【００４５】本実施形態の歪補償回路における誤差算出
及び補償データ更新部１１₂は、図１に示した第１の実
施形態における誤差算出及び補償データ更新部１１₁に
対して、ステップ係数データメモリ１５をステップ係数
計算部１６に置き換えた点のみが異なっている。

【００４６】ステップ係数計算部１６は、振幅計算部１
０により算出された入力信号の振幅値ｒ_nを変数とした
近似式を用いることにより、振幅値ｒ_nに対応したステ
ップ係数α（ｒ_n）、β（ｒ_n）を算出して乗算部２
１₁、２１₂に出力している。

【００４７】上記第１の実施形態の歪補償回路では、入
力信号の振幅値ｒ_nに応じたステップ係数α（ｒ_n）、β
（ｒ_n）がステップ係数データメモリ１５から読み出さ
れて振幅補償データＫ_n+1と位相補償データθ_n+1を算出
する際のステップ係数として用いられていたが、本実施
形態では、ステップ係数計算部１６において入力信号の
振幅値ｒ_nに応じたステップ係数を振幅計算部１０から
の振幅値ｒ_nを変数とした近似式等によって算出するよ
うにしたものである。歪補償データの更新後の入力ディ
ジタル直交ベースバンド信号に対する歪補償演算は第１
の実施形態の歪補償回路の場合と同様である。

【００４８】（第３の実施形態）次に、本発明の第３の
実施形態の歪補償回路について説明する。本発明の第３
の実施形態の歪補償回路は、図９に示した従来の歪補償
回路に対して誤差算出及び補償データ更新部９１を図５
に示す誤差算出及び補償データ更新部１１₃に置き換え
たものである。図５において、図１０に示した従来技術
の例と同一部分には同一符号を符している。

【００４９】本実施形態の歪補償回路における誤差算出
及び補償データ更新部１１₃は、図１に示した第１の実
施形態における誤差算出及び補償データ更新部１１₁に
対して、ステップ係数データメモリ１５を、振幅判定部
１７および選択器１８に置き換えた点のみが異なってい
る。

【００５０】振幅判定部１７は、振幅計算部１０により
算出された入力信号の振幅値ｒ_nと、予め設定された少
なくとも１つ以上の振幅閾値との比較を行っている。選
択器１８は、振幅判定部１７における比較結果に基づい
て、振幅用と位相用に各々少なくとも２種類以上のステ
ップ係数（α₁、α₂、・・・、α_k、及びβ₁、β₂、・
・・、β_k）のうちからそれぞれ１つのステップ係数を
選択して乗算器２１₁、２１₂にそれぞれ出力する。

【００５１】ここで、ステップ係数の関係は、α₁＜α₂
＜・・・≦α_k、β₁＜β₂・・・≦β_kとなるよう設定す
る。ここで、ｋは２以上とする。また振幅値ｒ_nに応じ
て切換える為の振幅閾値とステップ係数は、図２に示し
た解析等によって、収束時間短縮と安定性向上の面から
最適な値が設定されている。

【００５２】上記第１の実施形態の歪補償回路では、入
力信号の振幅値ｒ_nのそれぞれに応じたステップ係数α
（ｒ_n）、β（ｒ_n）がステップ係数データメモリ１５か
ら読み出されて振幅補償データＫ_n+1と位相補償データ
θ_n+1を算出する際のステップ係数として用いられてい
たが、本実施形態では、入力信号の振幅値ｒ_nのそれぞ
れに異なるステップ係数を用いずに入力信号の振幅値ｒ
_nに応じて、少なくとも２種類以上のステップ係数
（α₁、α₂、・・・、α_k、及びβ₁、β₂、・・・、
β_k）の中からそれぞれ１つのステップ係数を選択して
使用するものである。

【００５３】例えば、ｋ＝２の場合、振幅計算部１０か
らの振幅値ｒ_nが、予め設定したある振幅閾値未満の条
件においては、α₁及びβ₁を使用し、振幅閾値以上の条
件ではα₂及びβ₂を使用する。同様にしてｋ＝３の場合
には２つの振幅閾値を予め設定し、ｋ＝４の場合には３
つの振幅閾値を予め設定しておく。

【００５４】本実施形態によれば、第１の実施形態と比
較して入力信号の全ての振幅値に対してそれぞれステッ
プ係数を設定する必要がなく、予め設定するステップ係
数の数を削減することができる。

【００５５】（第４の実施形態）次に、本発明の第４の
実施形態の歪補償回路について説明する。

【００５６】本発明の第４の実施形態の歪補償回路は、
図９に示した従来の歪補償回路に対して誤差算出及び補
償データ更新部９１を図６に示す誤差算出及び補償デー
タ更新部に置き換えたものである。

【００５７】本実施形態の歪補償回路における誤差算出
及び補償データ更新部は、図６に示すように、図１に示
した第１の実施形態における誤差算出及び補償データ更
新部１１₁に対して選択器切換え判定部１９と、選択器
２０とを備えるようにしたものである。図６において、
図１に示した構成要素と同一部分には同一符号を符して
いる。

【００５８】選択器２０は、ステップ係数データメモリ
１５からのステップ係数α（ｒ_n）及びβ（ｒ_n）と、予
め設定されたステップ係数α₀、β₀との切換を行ってい
る。選択器切換え判定器１９は、初期化後のある一定時
間内もしくは温度が平衡に達するまでの時間内は選択器
２０にステップ係数α（ｒ_n）及びβ（ｒ_n）を選択さ
せ、初期化後の一定時間以降もしくは温度が平衡に達し
た後は予め設定されたステップ係数α₀、β₀を選択する
ような制御を行っている。ここで、ステップ係数の関係
は、α₀≦α（ｒ_n）、β₀≦β（ｒ_n）となるよう設定さ
れている。

【００５９】本実施形態によれば、初期化後のある一定
時間内もしくは温度が平衡に達するまでの時間内は、補
償データの反復演算処理におけるステップ係数を入力信
号の振幅値ｒ_nに応じて切り換えるという第１の実施形
態と同様の動作を行い、初期化後からある一定時間が経
過した場合または温度が平衡に達したことにより歪補償
データが収束したと判定してステップ係数をより小さい
値であるα₀、β₀とすることにより、補償データ収束後
の歪補償の安定性を更に向上させることができる。

【００６０】（第５の実施形態）次に、本発明の第５の
実施形態の歪補償回路について説明する。

【００６１】本発明の第５の実施形態の歪補償回路は、
図９に示した従来の歪補償回路に対して誤差算出及び補
償データ更新部９１を図７に示す誤差算出及び補償デー
タ更新部に置き換えたものである。

【００６２】本実施形態の歪補償回路における誤差算出
及び補償データ更新部は、図７に示すように、図４に示
した第２の実施形態における誤差算出及び補償データ更
新部１１₂に対して選択器切換え判定部１９と、選択器
２０とを備えるようにしたものである。図７において、
図４、図６に示した構成要素と同一部分には同一符号を
符している。

【００６３】本実施形態における選択器２０は、ステッ
プ係数計算部１６により算出されたステップ係数α（ｒ
_n）、β（ｒ_n）を選択器切換え判定部１９からの指示に
より切り換えて出力している。本実施形態によれば、初
期化後のある一定時間内もしくは温度が平衡に達するま
での時間内は、補償データの反復演算処理におけるステ
ップ係数を入力信号の振幅値ｒ_nに応じて切り換えると
いう第２の実施形態と同様の動作を行い、初期化後から
ある一定時間が経過した場合または温度が平衡に達した
ことにより歪補償データが収束したと判定してステップ
係数をより小さい値であるα₀、β₀とすることにより、
補償データ収束後の歪補償の安定性を更に向上させるこ
とができる。

【００６４】（第６の実施形態）次に、本発明の第６の
実施形態の歪補償回路について説明する。

【００６５】本発明の第６の実施形態の歪補償回路は、
図９に示した従来の歪補償回路に対して誤差算出及び補
償データ更新部９１を図８に示す誤差算出及び補償デー
タ更新部に置き換えたものである。

【００６６】本実施形態の歪補償回路における誤差算出
及び補償データ更新部は、図８に示すように、図５に示
した第３の実施形態における誤差算出及び補償データ更
新部１１₃に対して選択器切換え判定部１９と、選択器
２０とを備えるようにしたものである。図８において、
図５、図６に示した構成要素と同一部分には同一符号を
符している。

【００６７】本実施形態における選択器２０は、入力ベ
ースバンド信号の振幅値ｒ_nに応じて変更した各々少な
くとも２種類以上のステップ係数α₁、α₂、・・・、α
_k、及びβ₁、β₂、・・・、β_k（ｋ≧２）を選択器切換
え判定部１９からの指示により切り換えて出力してい
る。本実施形態によれば、初期化後のある一定時間内も
しくは温度が平衡に達するまでの時間内は、補償データ
の反復演算処理におけるステップ係数を入力信号の振幅
値ｒ_nに応じて切り換えるという第３の実施形態と同様
の動作を行い、初期化後からある一定時間が経過した場
合または温度が平衡に達したことにより歪補償データが
収束したと判定してステップ係数をより小さい値である
α₀、β₀とすることにより、補償データ収束後の歪補償
の安定性を更に向上させることができる。

【００６８】以上説明した第１から第６の実施形態で
は、プリディストーション型歪補償回路へ本発明を適用
した場合を用いて説明したが、本発明はこれに限るもの
ではなく、カーテシアン・フィードバック型歪補償回路
の前段への適用も可能である。

【００６９】また、上記第１から第６の実施形態の歪補
償回路では、それぞれステップ係数データメモリ１５、
ステップ係数計算部１６、振幅判定部１７および選択器
１８等のステップ係数変更手段を備えるようにしたこと
により、入力信号の振幅値に応じてステップ係数を変更
するようにしているが、本発明はこのような場合に限定
されるものではなく、入力信号の振幅値に応じてステッ
プ係数を変更するようにすることができればどのような
手段を用いるようにしてもよい。

【００７０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
下記のような効果を得ることができる。（１）誤差算出及び補償データ更新部において、復調さ
れた帰還直交ベースバンド信号と入力信号である直交ベ
ースバンド送信信号とを極座標上で比較して算出した振
幅誤差と位相誤差に各々乗算するステップ係数を、直交
ベースバンド送信信号の振幅値に応じて変更する構成と
したことにより、誤差データのサンプル数が少ない入力
信号振幅が大きい成分に至るまでの補償データの更新を
早めて、歪補償を収束させる迄の時間を従来技術より大
幅に短縮できるとともに、歪補償の安定性を向上させる
ことができる。（２）また、本発明によれば、直交ベースバンド送信信
号の振幅値に応じて変更したステップ係数を、歪補償収
束後はより小さい乗算係数に切換える構成としたことに
より、補償データ収束後の歪補償の安定性を更に向上さ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態の歪補償回路における
誤差算出及び補償データ更新部１１₁の構成を示したブ
ロック図である。

【図２】入力振幅レベルに対するレイリー分布の包絡線
関数を示す説明図である。

【図３】ある特定の演算回数内で安定に収束する条件を
満足する為の振幅補償データ用ステップ係数の上限値を
各入力振幅レベル毎に示した説明図である。

【図４】本発明の第２の実施形態の歪補償回路における
誤差算出及び補償データ更新部１１₂の構成を示したブ
ロック図である。

【図５】本発明の第３の実施形態の歪補償回路における
誤差算出及び補償データ更新部１１₃の構成を示したブ
ロック図である。

【図６】本発明の第４の実施形態の歪補償回路における
誤差算出及び補償データ更新部の構成を示したブロック
図である。

【図７】本発明の第５の実施形態の歪補償回路における
誤差算出及び補償データ更新部の構成を示したブロック
図である。

【図８】本発明の第６の実施形態の歪補償回路における
誤差算出及び補償データ更新部の構成を示したブロック
図である。

【図９】従来技術によるプリディストーション型の歪補
償回路を備えた無線送信装置の一構成例を示すブロック
図である。

【図１０】図９中の誤差算出及び補償データ更新部１１
の構成を示すブロック図である。

【図１１】このステップ係数として小さな値を設定した
場合に歪補償データが最適値に収束するまでを示した図
（図１１（ａ））および、ステップ係数として大きな値
を設定した場合に歪補償データが最適値に収束するまで
を示した図（図１１（ｂ））である。

【符号の説明】

１送信データ生成部２非線形歪補償演算部３₁、３₂ Ｄ／Ａ変換器４直交変調器５基準信号生成部６電力増幅器７方向性結合器８直交復調器９₁、９₂ Ａ／Ｄ変換器１０振幅計算部１１₁、１１₂、１１₃ 誤差算出及び補償データ更新
部１２誤差算出部１３誤差補償データメモリ１４歪補償データメモリ１５ステップ係数データメモリ１６ステップ係数計算部１７振幅判定部１８選択器１９選択器切換え判定部２０選択器２１₁、２１₂ 乗算器２２₁、２２₂ 加算器９１誤差算出及び補償データ更新部

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Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】直交ベースバンド送信信号を増幅するた
めの増幅手段において発生する歪を補償するための歪補
償回路であって、前記歪補償回路は、前記直交ベースバンド送信信号の振幅値を計算する振幅
計算部と、前記直交ベースバンド送信信号と、前記増幅手段の出力
の一部を復調することにより得られた帰還直交ベースバ
ンド信号との誤差演算を行い、該誤差データにステップ
係数を乗算した値を更新前の歪補償データに加算するこ
とにより新たな歪補償データを算出して歪補償データの
更新を行う誤差算出及び補償データ更新部と、前記誤差算出及び補償データ更新部からの補償データに
基づいて前記直交ベースバンド送信信号に対する歪補償
を行う非線形歪補償演算部とを備え、前記誤差算出及び補償データ更新部は、前記振幅計算部により算出された振幅値に応じて前記ス
テップ係数を変更するステップ係数変更手段を用いるこ
とを特徴とする歪補償回路。
【請求項２】前記ステップ係数変更手段は、振幅補償データ用ステップ係数と位相補償データ用ステ
ップ係数とが振幅値毎に格納されていて、前記振幅計算
部により算出された振幅値に応じたステップ係数を出力
するステップ係数データメモリである請求項１記載の歪
補償回路。
【請求項３】前記ステップ係数変更手段は、前記振幅計算部により算出された振幅値を変数として、
該振幅値に応じたステップ係数を算出するステップ係数
計算部である請求項１記載の歪補償回路。
【請求項４】前記ステップ係数変更手段は、少なくとも２種類以上のステップ係数の切換えを行うス
テップ係数選択器と、前記ステップ係数選択器を前記振幅計算部により算出さ
れた振幅値に応じて切換える振幅判定部とから構成され
る請求項１記載の歪補償回路。
【請求項５】前記誤差算出及び補償データ更新部は、前記ステップ係数データメモリからのステップ係数と、
前記ステップ係数よりも小さな値に設定されたステップ
係数との切換を行っている選択手段と、歪補償データが収束する前は前記選択手段に前記ステッ
プ係数データメモリからのステップ係数を選択させ、歪
補償データが収束した後は前記選択手段に前記小さな値
に設定されたステップ係数を選択するような制御を行っ
ている切換え判定手段と、をさらに備えた請求項２記載
の歪補償回路。
【請求項６】前記誤差算出及び補償データ更新部は、前記ステップ係数計算部からのステップ係数と、前記ス
テップ係数よりも小さな値に設定されたステップ係数と
の切換を行っている選択手段と、歪補償データが収束する前は前記選択手段に前記ステッ
プ係数計算部からのステップ係数を選択させ、歪補償デ
ータが収束した後は前記選択手段に前記小さな値に設定
されたステップ係数を選択するような制御を行っている
切換え判定手段と、をさらに備えた請求項３記載の歪補
償回路。
【請求項７】前記誤差算出及び補償データ更新部は、前記ステップ係数選択器からのステップ係数と、前記ス
テップ係数よりも小さな値に設定されたステップ係数と
の切換を行っている選択手段と、歪補償データが収束する前は前記選択手段に前記ステッ
プ係数選択器からのステップ係数を選択させ、歪補償デ
ータが収束した後は前記選択手段に前記小さな値に設定
されたステップ係数を選択するような制御を行っている
切換え判定手段と、をさらに備えた請求項４記載の歪補
償回路。
【請求項８】前記切換え判定手段は、初期化後から一
定時間が経過したことにより歪補償データが収束したも
のと判定する請求項５から８のいずれか１項記載の歪補
償回路。
【請求項９】前記切換え判定手段は、温度が平衡に達
したことにより歪補償データが収束したものと判定する
請求項５から８のいずれか１項記載の歪補償回路。