JP2005051290A

JP2005051290A - Predistortion distortion compensation amplifier

Info

Publication number: JP2005051290A
Application number: JP2003202831A
Authority: JP
Inventors: Daisuke Horikoshi; 大輔堀越
Original assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Current assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date: 2003-07-29
Filing date: 2003-07-29
Publication date: 2005-02-24
Also published as: WO2005011107A1

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a predistortion distortion compensation amplifier adopting a predistortion method to compensate distortion caused in amplifiers 9, 10 that realizes highly accurate distortion compensation. <P>SOLUTION: A distribution means 1 distributes a signal, distortion-compensation distortion generating means 2 to 4 generate distortion for distortion-compensation from one of the distributed signals, a distortion adjustment means 6 adjusts one or both of the amplitude and the phase of the distortion generated by the distortion-compensation distortion generating means 2 to 4, a distortion delay means 5 delays the distortion before or after the adjustment by the distortion adjustment means 6, a means 8 for generating a signal including a distortion-compensation distortion component generates a signal including the distortion for the distortion-compensation on the basis of the distortion adjusted by the distortion adjustment means 6 and delayed by the distortion delay means 5 and the other distributed signal by the distribution means 1, and the amplifiers 9, 10 amplify the signal generated by the means 8 for generating the signal including the distortion-compensation distortion component. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリディストーション方式により増幅器で発生する歪を補償するプリディストーション歪補償増幅装置に関し、特に、高精度な歪補償を実現するプリディストーション歪補償増幅装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、携帯電話システムや簡易型携帯電話システム（ＰＨＳ：ＰｅｒｓｏｎａｌＨａｎｄｙｐｈｏｎｅＳｙｓｔｅｍ）などの移動通信システムでは、基地局装置と携帯端末装置とが無線により信号を通信することが行われている。
このような基地局装置では、送信対象となる信号を増幅器により増幅して無線送信するが、特に、信号のマルチキャリア化などにより送信対象となる信号のレベルが大きくなるような場合には、増幅器で発生する歪を補償することが必要となる。
【０００３】
このような歪補償の方式の一例として、プリディストーション方式が用いられている。
プリディストーション方式では、増幅器により増幅される前の信号に対して歪補償のための歪（歪補償用の歪）を与え、当該歪補償用の歪と増幅器で発生する歪とが互いに打ち消されるようにすることにより、増幅器で発生する歪を補償する。
【０００４】
なお、従来技術の例として、従来の歪補償電力増幅回路では、複素合成のプリディストーション（ＰＤ）法に包絡線帰還制御を適用した回路の規模を縮小してコストを低減することが図られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−２６１２５２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のプリディストーション方式歪補償増幅装置では、歪補償用の歪として発生させられる低い周波数側の歪成分（歪Ｌ）と高い周波数側の歪成分（歪Ｈ）との位相のずれに起因して、歪補償の精度が劣化してしまうといった不具合があった。
【０００７】
本発明は、このような従来の課題を解決するために為されたもので、プリディストーション方式により増幅器で発生する歪を補償するに際して、高精度な歪補償を実現することができるプリディストーション歪補償増幅装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係るプリディストーション歪補償増幅装置では、次のような構成により、プリディストーション方式により増幅器で発生する歪を補償する。
すなわち、分配手段が、処理対象となる信号を分配する。歪補償歪生成手段が、分配手段による一方の分配信号から、歪補償のための歪を生成する。歪調整手段が、歪補償歪生成手段により生成された歪の振幅と位相の一方又は両方を調整する。歪遅延手段が、歪調整手段により調整される前又は調整された後の歪を遅延させる。歪補償歪成分包含信号生成手段が、歪調整手段による調整及び歪遅延手段による遅延が行われた歪と、分配手段による他方の分配信号とから、歪補償のための歪の成分を含んだ信号を生成する。そして、増幅器が、歪補償歪成分包含信号生成手段により生成される信号を増幅する。
【０００９】
従って、歪補償のための歪を遅延させることにより、当該歪の低周波数側の成分と高周波数側の成分との位相のずれを補正することができ、その後、当該補正後の歪を用いて歪補償のための歪の成分を含んだ信号が生成されるため、高精度な歪補償を実現することができる。
【００１０】
ここで、処理対象となる信号としては、種々な信号が用いられてもよく、例えば、基地局装置の送信機などでは、送信対象となる信号が用いられる。
また、増幅器としては、種々なものが用いられてもよく、単数であってもよく、或いは、複数であってもよい。
また、歪を補償する程度（精度）としては、例えば、実用上で有効であれば、種々な程度が用いられてもよい。
【００１１】
また、歪補償のための歪を生成する仕方としては、種々な仕方が用いられてもよい。
一例として、分配手段による一方の分配信号を２つの信号（第１の信号、第２の信号）に分配し、第１の信号に対してプリディストーション素子（ＰＤ素子）により歪を発生させ、当該歪が発生させられた第１の信号と第２の信号とから当該歪を抽出して、当該抽出した歪を歪補償のための歪とするような仕方を用いることができる。
【００１２】
また、歪調整手段では、例えば、歪補償のための歪の振幅と位相の両方を調整する態様が用いられてもよく、或いは、歪補償のための歪の振幅のみを調整する態様が用いられてもよく、或いは、歪補償のための歪の位相のみを調整する態様が用いられてもよい。
【００１３】
また、歪遅延手段としては、例えば、歪調整手段により調整される前の歪を遅延させる構成が用いられてもよく、或いは、歪調整手段により調整された後の歪を遅延させる構成が用いられてもよく、或いは、歪調整手段により調整される前の歪を遅延させるとともに歪調整手段により調整された後の歪を遅延させるような構成が用いられてもよい。
【００１４】
本発明に係るプリディストーション歪補償増幅装置では、一構成例として、次のような処理を行う。
すなわち、信号遅延手段が、分配手段による他方の分配信号を遅延させる。そして、歪補償歪成分包含信号生成手段は、歪調整手段による調整及び歪遅延手段による遅延が行われた歪と、信号遅延手段による遅延が行われた他方の分配信号とから、歪補償のための歪の成分を含んだ信号を生成する。
従って、例えば、必要に応じて、歪遅延手段による歪補償のための歪の遅延量に応じて、他方の分配信号を遅延させることができ、これにより、高精度な歪補償を実現することができる。
【００１５】
本発明に係るプリディストーション歪補償増幅装置では、一構成例として、次のような処理を行う。
すなわち、歪遅延手段は、可変な遅延量で歪を遅延させる機能を有している。また、信号遅延手段は、可変な遅延量で分配手段による他方の分配信号を遅延させる機能を有している。そして、遅延量制御手段が、増幅器による増幅信号に残存する当該増幅器で発生した歪の成分が小さくなるように、歪遅延手段による遅延量と信号遅延手段による遅延量との一方又は両方を制御する。
【００１６】
従って、例えば、増幅器による増幅信号に残存する歪の成分が小さくなるように、歪補償のための歪の遅延量や他方の分配信号の遅延量が変化させられる制御が行われるため、適当な遅延量が不明な場合や、適当な遅延量が時間的に変動するような場合においても、適切な遅延量に制御することができ、高精度な歪補償を実現することができる。
【００１７】
ここで、遅延量制御手段では、例えば、歪遅延手段による遅延量と信号遅延手段による遅延量との両方を制御する構成が用いられてもよく、或いは、歪遅延手段による遅延量のみを制御する構成が用いられてもよく、或いは、信号遅延手段による遅延量のみを制御する構成が用いられてもよい。
【００１８】
以下で、更に、本発明に係る構成例を示す。
一例として、後述する図１に示されるような構成として、プリディストーション歪補償増幅装置に本発明を適用した構成例（構成例Ａと言う）を示す。
なお、以下では、本構成例Ａに係る各手段と後述する図１に示した構成に係る各構成部分との対応をかっこ“（）”を用いて示す。
【００１９】
本構成例Ａに係るプリディストーション歪補償増幅装置では、次のような構成により、プリディストーション方式により増幅器で発生する歪を補償する。
すなわち、信号を分配する第１の分配手段（第１の方向性結合器１）と、第１の分配手段による一方の分配信号を分配する第２の分配手段（第２の方向性結合器２）と、第２の分配手段による一方の分配信号に対して歪補償のための歪を発生させる歪補償歪発生手段（ＰＤ素子３）と、歪補償歪発生手段により歪が発生させられた信号と第２の分配手段による他方の分配信号とから歪補償歪発生手段により発生させられた歪の成分を検出する歪成分検出手段（第３の方向性結合器４）と、歪成分検出手段により検出された歪の成分の振幅と位相の一方又は両方を調整する歪成分調整手段（ベクトル調整器６）と、歪成分調整手段により調整される前又は調整された後の歪の成分を遅延させる歪成分遅延手段（第１の遅延線５）と、歪成分調整手段による調整及び歪成分遅延手段による遅延が行われた歪の成分と第１の分配手段による他方の分配信号とから歪補償のための歪の成分を含んだ信号を生成する歪補償歪成分包含信号生成手段（第４の方向性結合器８）と、歪補償歪成分包含信号生成手段により生成される信号を増幅する増幅器（第１の増幅素子９、第２の増幅素子１０）と、を備えた。
【００２０】
本構成例Ａに係るプリディストーション歪補償増幅装置では、一構成例として、次のような構成とした。
すなわち、第１の分配手段による他方の分配信号を遅延させる信号遅延手段（第２の遅延線７）を備えた。そして、歪補償歪成分包含信号生成手段は、歪成分調整手段による調整及び歪成分遅延手段による遅延が行われた歪の成分と信号遅延手段による遅延が行われた第１の分配手段による他方の分配信号とから歪補償のための歪の成分を含んだ信号を生成する。
【００２１】
本構成例Ａに係るプリディストーション歪補償増幅装置では、一構成例として、次のような構成とした。
すなわち、歪成分遅延手段は、可変な遅延量で、歪の成分を遅延させる。また、信号遅延手段は、可変な遅延量で、第１の分配手段による他方の分配信号を遅延させる。更に、増幅器による増幅信号に残存する当該増幅器で発生した歪の成分が小さくなるように、歪成分遅延手段による遅延量と信号遅延手段による遅延量との一方又は両方を制御する遅延量制御手段（例えば、図１では図示されていない制御部）を備えた。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明に係る一実施例を図面を参照して説明する。
本実施例では、移動通信システムの基地局装置の送信部などに設けられて、送信対象となるマルチキャリアの信号などを増幅器により増幅し、これに際して、プリディストーション方式により当該増幅器で発生する歪を補償するプリディストーション歪補償増幅装置に本発明を適用した場合を示す。
【００２３】
図１には、本発明に係るプリディストーション歪補償増幅装置の構成例を示してある。
本例のプリディストーション歪補償装置には、第１の方向性結合器（方向性結合器１）１と、第２の方向性結合器（方向性結合器２）２と、プリディストーション素子（ＰＤ素子）３と、第３の方向性結合器（方向性結合器３）４と、第１の遅延線（遅延線１）５と、ベクトル調整器６と、第２の遅延線（遅延線２）７と、第４の方向性結合器（方向性結合器４）８と、第１の増幅素子９と、第２の増幅素子１０が、入力端と出力端との間に、備えられている。なお、本例では、第１の増幅素子９や第２の増幅素子１０により、増幅器が構成されている。
【００２４】
本例のプリディストーション歪補償増幅装置により行われる動作の一例を示す。
入力端から入力されたキャリアの信号は、第１の方向性結合器１により、プリディストーションループ（ＰＤループ）の信号と、キャリアループの信号に分配される。ＰＤループの分配信号は第２の方向性結合器２に入力され、キャリアループの分配信号は第２の遅延線７に入力される。
【００２５】
ＰＤループの分配信号は、第２の方向性結合器２により、ＰＤ素子ループの信号と、キャリアキャンセル用キャリアループの信号に分配される。ＰＤ素子ループの分配信号はＰＤ素子３に入力され、キャリアキャンセル用キャリアループの分配信号は第３の方向性結合器４に入力される。
ＰＤ素子ループの分配信号については、ＰＤ素子３により歪が発生させられる。当該歪が発生させられた信号が第３の方向性結合器４に入力される。
【００２６】
第３の方向性結合器４では、ＰＤ素子３から入力される歪を有した信号と、第２の方向性結合器２から入力されるキャリアのみの信号とが結合される。ここで、本例では、これら２つの信号に含まれるキャリア成分について互いに同振幅、同遅延、逆位相となるように回路が設定或いは調整され、これにより、当該歪を有した信号からキャリア成分がキャンセルされて、当該歪のみの信号が第１の遅延線１に入力される。
【００２７】
第１の遅延線５では、入力される歪のみの信号が遅延させられてベクトル調整器６へ出力される。ここで、本例では、例えば、制御部（図示せず）により、第１の遅延線５による信号の遅延量を変化させることが可能である。
ベクトル調整器６では、入力される歪のみの信号の振幅や位相が調整され、当該調整後の歪のみの信号が第４の方向性結合器８へ出力される。ここで、本例では、例えば、制御部（図示せず）により、ベクトル調整器６による信号のベクトル調整量（振幅変化量や位相変化量）を変化させることが可能である。
【００２８】
第２の遅延線７では、入力されるキャリアのみの信号が遅延させられて第４の方向性結合器８へ出力される。ここで、本例では、例えば、制御部（図示せず）により、第２の遅延線７による信号の遅延量を変化させることが可能である。
【００２９】
第４の方向性結合器８では、第２の遅延線７から入力されるキャリアのみの信号と、ベクトル調整器６から入力される歪のみの信号とが結合され、当該キャリアと当該歪とが合成された信号が第１の増幅素子９へ出力される。
第１の増幅素子９では、入力される信号が増幅されて第２の増幅素子１０へ出力される。
第２の増幅素子１０では、入力される信号が増幅される。当該増幅信号は、出力端から出力される。
【００３０】
このような動作によると、例えば制御部（図示せず）による制御により、増幅素子９、１０により信号が増幅されるときに発生する歪と、ＰＤ素子３により予め発生させられる歪とが互いに同レベルで打ち消し合う状態となったときに、出力端からの出力において歪がキャンセルされることとなる。
【００３１】
なお、本例では、信号の特徴を明確に説明するために「歪のみの信号」という語を用いたが、「歪のみの信号」としては、必ずしも厳密に歪以外の成分が全く含まれないような信号が用いられなくともよく、例えば、本例の信号処理にとって支障とならないような信号成分や、誤差とみなせるような信号成分が含まれていても構わない。
【００３２】
同様に、本例では、信号の特徴を明確に説明するために「キャリアのみの信号」という語を用いたが、「キャリアのみの信号」としては、必ずしも厳密にキャリア以外の成分が全く含まれないような信号が用いられなくともよく、例えば、本例の信号処理にとって支障とならないような信号成分や、誤差とみなせるような信号成分が含まれていても構わない。
【００３３】
次に、本例のプリディストーション歪補償増幅装置による歪補償について、更に詳しく説明する。
図２には、２波の共通増幅によって発生する３次歪の周波数関係の一例を示してある。
同図に示したグラフの横軸は周波数を示しており、縦軸は信号のレベルを示している。
【００３４】
同図に示されるように、周波数ｆ１のキャリアと周波数ｆ２のキャリアを共通増幅することによって発生する３次歪の低周波数側を歪Ｌとして高周波数側を歪Ｈとした場合には、発生する歪Ｌと発生する歪Ｈとの周波数の間隔としては、周波数ｆ１と周波数ｆ２との周波数の間隔Δｆの３倍離れた間隔（＝３・Δｆ）となる。
【００３５】
ここで、本例のプリディストーション歪補償増幅装置では、歪Ｌと歪Ｈとを同時に消すように歪補償するためには、ＰＤ素子３によって発生させられる歪Ｌと歪Ｈとの位相関係と、増幅素子９、１０によって発生する歪Ｌと歪Ｈとの位相関係との相関が、装置の出力端で合うことが必要となる。
【００３６】
また、このような歪の位相相関がずれる理由としては、次の（１）、（２）が知られている。
（１）ＰＤ素子３によって発生する歪Ｌと歪Ｈとの位相関係と、増幅素子９、１０によって発生する歪Ｌと歪Ｈとの位相関係とは、元来、合っているとは限らないものである。
（２）歪Ｌと歪Ｈとは周波数が異なるため、遅延量を有する回路を通過する間に歪Ｌと歪Ｈとの位相関係がずれる。
【００３７】
そこで、本例のプリディストーション歪補償増幅装置では、上記（２）に示した性質を利用して、歪Ｌと歪Ｈとの位相相関を調整することを可能とした。
すなわち、本例のプリディストーション歪補償増幅装置では、歪のみの信号経路に第１の遅延線５を備え、キャリアのみの信号経路に第２の遅延線７を備えた。そして、周波数が異なる信号では波長が異なることから、遅延量を変化させることにより、歪Ｌと歪Ｈとの位相関係をずらすことが可能である。
【００３８】
本例のプリディストーション歪補償増幅装置において、第１の遅延線５による遅延量や第２の遅延線７による遅延量を調整して適切な量に合わせる仕方の一例を（１）〜（６）に示す。
（１）まず、ベクトル調整器６を可変に制御して、ＰＤ素子３により発生する歪と増幅素子９、１０により発生する歪とで、歪Ｌのみを完全にキャンセルさせた状態を実現する。
【００３９】
（２）次に、例えば、ベクトル調整器６において位相を進める方向に変化させたときに歪Ｈが消える方向に変化する場合には、第１の遅延線５を短くすることを行い、必要に応じて、第２の遅延線７を長くすること或いは短くすることを行う。
（３）このようにして第１の遅延線５による遅延量や第２の遅延線７による遅延量を変化させた後に、再び、ベクトル調整器６を可変に制御して、ＰＤ素子３により発生する歪と増幅素子９、１０により発生する歪とで、歪Ｌのみを完全にキャンセルさせた状態を実現する。
【００４０】
（４）そして、上記（３）の状態から例えばベクトル調整器６の位相を進めた場合に歪Ｈが消えるまでの位相変化量が小さくなっていれば、制御の方向は正しいとみなすことができ、更に、第１の遅延線５を短くすることを行い、必要に応じて、第２の遅延線７を長くすること或いは短くすることを行う。
（５）これに対して、上記（３）の状態から例えばベクトル調整器６の位相を進めた場合に歪Ｈが消えるまでの位相変化量が大きくなったときには、制御の方向は正しくは反対の向きであるとみなすことができ、第１の遅延線５を長くすることを行い、必要に応じて、第２の遅延線７を短くすること或いは長くすることを行う。
【００４１】
（６）装置の出力端において歪Ｌの成分と歪Ｈの成分とが同時に消える状態となるまで、上記のようなベクトル調整器６の調整及び２つの遅延線５、７の調整を繰り返して行う。
このように、歪Ｌと歪Ｈとの両方が低減されるように、ベクトル調整器６によるベクトル調整量や第１の遅延線５による遅延量や第２の遅延線７による遅延量を調整することにより、良好な歪補償が実現される。
【００４２】
次に、本例のプリディストーション歪補償増幅装置において、第１の遅延線５による遅延量を変化させることで歪Ｌと歪Ｈとの位相関係を調整することが可能である原理について、数式を用いて説明する。
図３を参照して、異なる周波数を有する歪Ｌ、Ｈの位相を回転する処理の一例を示す。
【００４３】
同図には、上記図２に示したのと同様なキャリアの信号や歪の信号を示してある。
ここでは、説明の便宜上から、低周波数側の３次歪の成分である歪Ｌの周波数をＦ０とし、高周波数側の３次歪の成分である歪Ｈの周波数をＦ１とし、これら２つの歪Ｌ、Ｈの周波数の差をΔＦ（＝Ｆ１−Ｆ０）とする。
また、周波数Ｆ０に対応する角周波数をω０（＝２π・Ｆ０）とし、周波数Ｆ１に対応する角周波数をω１（＝２π・Ｆ１）とし、周波数ΔＦに対応する角周波数をΔω（＝２π・ΔＦ）とする。
【００４４】
この場合、角周波数について、式１が成立する。
【００４５】
【数１】

【００４６】
上記式１において、遅延量τで信号を遅らせた場合の位相は、式２により表される。
【００４７】
【数２】

【００４８】
上記式２から、式３が成立する。
【００４９】
【数３】

【００５０】
ここで、角周波数ω０について遅延量τだけ遅らせた場合の位相を基準とし、つまり位相について（ω０・τ）＝０とみなすと、上記式３から、式４が成立する。
【００５１】
【数４】

【００５２】
このように、歪Ｈの周波数Ｆ１についての位相（ω１・τ）は、歪Ｌの周波数Ｆ０についての位相（ω０・τ）と比べて、（Δω・τ）＝（２π・ΔＦ・τ）だけずれる。
また、Δωとω０との周波数の比について式５が成立するとすると、式６が成立する。式５において、ｘは定数を表す。
【００５３】
【数５】

【００５４】
【数６】

【００５５】
従って、歪Ｈの周波数Ｆ１についての位相（ω１・τ）としては、歪Ｌの周波数Ｆ０についての位相（ω０・τ）と比べて、（Δω・τ）＝｛（ω０／ｘ）・τ｝だけ位相回転することができる。
このように、歪Ｌと歪Ｈとで同一の遅延時間に対する位相回転量が異なるため、歪Ｌと歪Ｈとの互いの位相差を任意にずらして調整することが可能である。
【００５６】
以上のように、本例のプリディストーション歪補償増幅装置では、信号を増幅器で増幅するに際してプリディストーション方式により歪補償を行う回路において、ＰＤ素子３により発生させる歪の遅延量を変化させて、ＰＤ素子３により発生させる歪と増幅素子９、１０により発生する歪との位相相関を補正することにより、歪補償量を大きくすることが行われる。
【００５７】
従って、本例のプリディストーション歪補償増幅装置では、例えば、歪のみのループの遅延量を変化させることや、キャリアのみのループの遅延量を変化させることにより、ベクトル調整器６のパラメータを或る固定の状態にして同時に歪Ｌと歪Ｈを消すことが可能となり、プリディストーション方式での歪補償量を大きくすることが可能である。
【００５８】
具体的には、本例のプリディストーション歪補償増幅装置では、ＰＤ素子３で予め発生させる歪と増幅素子９、１０によって発生する歪との位相相関のずれを、歪のみのループの遅延量やキャリアのみのループの遅延量を変化させることにより補正することができ、例えば、キャリアに対して両側の周波数に発生する歪Ｌ、Ｈの相関を整えるように補正することにより、これら両側の周波数の歪Ｌ、Ｈを同時に消すことができる。
【００５９】
ここで、本例では、１つのプリディストーション回路（ＰＤ回路）を備えたプリディストーション歪補償増幅装置を示したが、例えば、複数のＰＤ回路を備えたプリディストーション歪補償増幅装置において、各ＰＤ回路毎に本例のように歪のみのループの遅延量をもたせることを行うような構成を実施することも可能である。
【００６０】
なお、本例のプリディストーション歪補償増幅装置では、第１の方向性結合器１の機能により分配手段が構成されており、第２の方向性結合器２の機能やＰＤ素子３の機能や第３の方向性結合器４の機能により歪補償歪生成手段が構成されており、ベクトル調整器６の機能により歪調整手段が構成されており、第１の遅延線５の機能により歪遅延手段が構成されており、第２の遅延線７の機能により信号遅延手段が構成されており、第４の方向性結合器８の機能により歪補償歪成分包含信号生成手段が構成されており、増幅素子９、１０の機能により増幅器が構成されている。
【００６１】
また、本例のプリディストーション歪補償増幅装置では、制御部が第１の遅延線５による遅延量や第２の遅延線７による遅延量を制御する機能により遅延量制御手段が構成されている。
また、本例では、歪遅延手段や信号遅延手段として、遅延線を用いたが、他の種々なものが用いられてもよい。
【００６２】
以下で、本発明に関する技術の背景を示す。なお、ここで記載する事項は、必ずしも全てが従来の技術であるとは限定しない。
図４には、上記図１に示した構成と比べて第１の遅延線５及び第２の遅延線７が備えられていない構成を有するプリディストーション歪補償増幅装置の構成例を示してある。
なお、図４では、上記図１に示したのと同様な構成部分１〜４、６、８〜１０については、同一の符号を付して示してある。
【００６３】
また、図４には、プリディストーション歪補償増幅装置により行われる信号処理の各過程における信号のスペクトルの様子の例を示してある。
具体的には、（ａ）入力端から入力されるキャリアのみの信号、（ｂ）キャリアキャンセル用キャリアループを通過するキャリアのみの信号、（ｃ）ＰＤ素子３から出力されるキャリア成分と歪成分を有する信号、（ｄ）キャリア成分がキャンセルされて第３の方向性結合器４から出力される歪のみの信号、（ｅ）キャリアループを通過するキャリアのみの信号、（ｆ）キャリア成分と歪成分とが合成されて第４の方向性結合器８から出力される信号、（ｇ）歪成分がキャンセルされて出力端から出力されるキャリア成分の増幅信号を示してある。
【００６４】
上記図４に示したようなプリディストーション歪補償増幅装置を例として、本発明に係る課題を説明する。
上記図４に示したような構成では、ＰＤ素子３によって発生した歪と増幅素子９、１０によって発生した歪とが装置の出力端で同振幅であっても、異なる周波数の歪（歪Ｌ、歪Ｈ）の位相相関が取れていない場合には、片側の歪しか消すことができない。そして、同時に両側の歪Ｌ、Ｈを消そうとすると、両側とも歪補償量が少なくなってしまう。
【００６５】
図５には、異なる周波数を有する歪Ｌ、Ｈを補償するに際して、片側のみの歪補償が実現される場合における信号の様子の一例を示してある。
具体的には、（ａ）ＰＤ素子３により予め発生させられる歪Ｌ及び歪Ｈの信号、（ｂ）増幅素子９、１０において発生する歪Ｌ及び歪Ｈの信号、（ｃ）片側のみの歪補償（同図の例では、歪Ｈの歪補償）が実現された増幅後の信号を示してある。図示されるように、歪Ｌと歪Ｈとの位相関係が（ａ）と（ｂ）とで合っていないと、片側の歪しか消すことができない。
【００６６】
なお、例えばベクトル調整器６により歪Ｌ及び歪Ｈの位相を変化させても、低周波数側の歪Ｌと高周波数側の歪Ｈについて同時に位相が回転してしまうため、歪Ｌ、Ｈの位相相関は変わらない。
そこで、上記図１に示したような本例のプリディストーション歪補償増幅装置では、第１の遅延線５を用いて、ＰＤ素子３で発生する歪と増幅素子９、１０によって発生する歪との位相相関を合わせることにより、両側の歪Ｌ、Ｈを同時に消すことを可能とした。
【００６７】
図６には、異なる周波数を有する歪Ｌ、Ｈを補償するに際して、両側の歪補償が実現される場合における信号の様子の一例を示してある。
具体的には、（ａ）ＰＤ素子３により予め発生させられる歪Ｌ及び歪Ｈの信号、（ｂ）増幅素子９、１０において発生する歪Ｌ及び歪Ｈの信号、（ｃ）両側の歪補償が実現された増幅後の信号を示してある。図示されるように、歪Ｌと歪Ｈとの位相関係が（ａ）と（ｂ）とで合っていれば、同時に両側の歪Ｌ、Ｈを消すことができる。
【００６８】
ここで、本発明に係るプリディストーション歪補償増幅装置などの構成としては、必ずしも以上に示したものに限られず、種々な構成が用いられてもよい。また、本発明は、例えば、本発明に係る処理を実行する方法或いは方式や、このような方法や方式を実現するためのプログラムや当該プログラムを記録する記録媒体などとして提供することも可能であり、また、種々な装置やシステムとして提供することも可能である。
また、本発明の適用分野としては、必ずしも以上に示したものに限られず、本発明は、種々な分野に適用することが可能なものである。
【００６９】
また、本発明に係るプリディストーション歪補償増幅装置などにおいて行われる各種の処理としては、例えばプロセッサやメモリ等を備えたハードウエア資源においてプロセッサがＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）に格納された制御プログラムを実行することにより制御される構成が用いられてもよく、また、例えば当該処理を実行するための各機能手段が独立したハードウエア回路として構成されてもよい。
また、本発明は上記の制御プログラムを格納したフロッピー（登録商標）ディスクやＣＤ（ＣｏｍｐａｃｔＤｉｓｃ）−ＲＯＭ等のコンピュータにより読み取り可能な記録媒体や当該プログラム（自体）として把握することもでき、当該制御プログラムを当該記録媒体からコンピュータに入力してプロセッサに実行させることにより、本発明に係る処理を遂行させることができる。
【００７０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るプリディストーション歪補償増幅装置では、プリディストーション方式により増幅器で発生する歪を補償するに際して、処理対象となる信号を分配し、一方の分配信号から歪補償のための歪を生成し、当該生成した歪の振幅と位相の一方又は両方を調整し、当該調整の前又は後の歪を遅延させ、当該調整及び当該遅延が行われた歪と他方の分配信号とから歪補償のための歪の成分を含んだ信号を生成し、当該生成した信号を増幅するようにしたため、高精度な歪補償を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係るプリディストーション歪補償増幅装置の構成例を示す図である。
【図２】２波の共通増幅により発生する３次歪の周波数関係の一例を示す図である。
【図３】異なる周波数を有する歪の位相を回転する処理の一例を説明するための図である。
【図４】プリディストーション歪補償増幅装置の構成例を示す図である。
【図５】片側の歪のみが補償された信号の一例を示す図である。
【図６】両側の歪が補償された信号の一例を示す図である。
【符号の説明】
１、２、４、８・・方向性結合器、
３・・プリディストーション素子（ＰＤ素子）、５、７・・遅延線、
６・・ベクトル調整器、９、１０・・増幅素子、[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a predistortion distortion compensation amplifying apparatus that compensates for distortion generated in an amplifier by a predistortion method, and more particularly, to a predistortion distortion compensation amplifying apparatus that realizes highly accurate distortion compensation.
[0002]
[Prior art]
For example, in a mobile communication system such as a mobile phone system and a simple mobile phone system (PHS), a base station device and a mobile terminal device communicate signals wirelessly.
In such a base station apparatus, a signal to be transmitted is amplified by an amplifier and wirelessly transmitted. In particular, when the level of the signal to be transmitted increases due to multi-carrier signal or the like, the amplifier It is necessary to compensate for distortion generated in
[0003]
As an example of such a distortion compensation method, a predistortion method is used.
In the predistortion method, distortion for distortion compensation (distortion for distortion compensation) is applied to the signal before being amplified by the amplifier so that the distortion for distortion compensation and the distortion generated by the amplifier are canceled out each other. Thus, distortion generated in the amplifier is compensated.
[0004]
As an example of the prior art, in the conventional distortion compensation power amplifier circuit, the scale of the circuit in which envelope feedback control is applied to the complex synthesis predistortion (PD) method is reduced to reduce the cost. (For example, refer to Patent Document 1).
[0005]
[Patent Document 1]
JP 2000-261252 A
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional predistortion system distortion compensation amplifier, the distortion is caused by a phase shift between a low frequency side distortion component (distortion L) and a high frequency side distortion component (distortion H) generated as distortion for distortion compensation. As a result, the accuracy of distortion compensation is degraded.
[0007]
The present invention has been made to solve such a conventional problem, and predistortion distortion compensation capable of realizing highly accurate distortion compensation when compensating distortion generated in an amplifier by a predistortion method. An object is to provide an amplification device.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, in the predistortion distortion compensating and amplifying apparatus according to the present invention, the distortion generated in the amplifier is compensated by the predistortion method with the following configuration.
That is, the distribution unit distributes the signal to be processed. The distortion compensation distortion generation means generates distortion for distortion compensation from one of the distribution signals by the distribution means. The distortion adjusting means adjusts one or both of the amplitude and phase of the distortion generated by the distortion compensating distortion generating means. The distortion delay means delays the distortion before or after being adjusted by the distortion adjusting means. A signal including a distortion component for distortion compensation from the distortion subjected to the adjustment by the distortion adjusting unit and the delay by the distortion delay unit and the other distributed signal by the distributing unit. Is generated. Then, the amplifier amplifies the signal generated by the distortion compensation distortion component inclusion signal generating means.
[0009]
Therefore, by delaying the distortion for distortion compensation, the phase shift between the low frequency component and the high frequency component of the distortion can be corrected, and then the corrected distortion is used. Since a signal including a distortion component for distortion compensation is generated, highly accurate distortion compensation can be realized.
[0010]
Here, various signals may be used as a signal to be processed. For example, a signal to be transmitted is used in a transmitter of a base station apparatus.
Various amplifiers may be used, and a single amplifier or a plurality of amplifiers may be used.
Further, as the degree (accuracy) of compensating the distortion, for example, various degrees may be used as long as they are practically effective.
[0011]
Various methods may be used as a method of generating distortion for distortion compensation.
As an example, one distribution signal by the distribution means is distributed into two signals (first signal and second signal), and distortion is generated by a predistortion element (PD element) with respect to the first signal, A method of extracting the distortion from the first signal and the second signal in which the distortion is generated and using the extracted distortion as a distortion for distortion compensation can be used.
[0012]
Further, in the distortion adjusting means, for example, an aspect of adjusting both the amplitude and phase of distortion for distortion compensation may be used, or an aspect of adjusting only the amplitude of distortion for distortion compensation may be used. Alternatively, an aspect of adjusting only the distortion phase for distortion compensation may be used.
[0013]
Further, as the distortion delay unit, for example, a configuration for delaying the distortion before being adjusted by the distortion adjustment unit may be used, or a configuration for delaying the distortion after being adjusted by the distortion adjustment unit is used. Alternatively, a configuration may be used in which the distortion before being adjusted by the distortion adjusting means is delayed and the distortion after being adjusted by the distortion adjusting means is delayed.
[0014]
In the predistortion distortion compensating amplification apparatus according to the present invention, the following processing is performed as one configuration example.
That is, the signal delay means delays the other distribution signal by the distribution means. Then, the distortion compensation distortion component inclusion signal generating means performs distortion compensation from the distortion adjusted by the distortion adjusting means and the delay delayed by the distortion delay means and the other distributed signal delayed by the signal delay means. A signal including the distortion component of is generated.
Therefore, for example, if necessary, the other distributed signal can be delayed in accordance with the amount of distortion delay for distortion compensation by the distortion delay means, thereby realizing highly accurate distortion compensation. it can.
[0015]
In the predistortion distortion compensating amplification apparatus according to the present invention, the following processing is performed as one configuration example.
That is, the distortion delay means has a function of delaying distortion by a variable delay amount. Further, the signal delay means has a function of delaying the other distribution signal by the distribution means by a variable delay amount. Then, the delay amount control means controls one or both of the delay amount by the distortion delay means and the delay amount by the signal delay means so that the distortion component generated in the amplifier remaining in the amplified signal by the amplifier becomes small. .
[0016]
Therefore, for example, control is performed to change the distortion delay amount for distortion compensation and the delay amount of the other distributed signal so that the distortion component remaining in the amplified signal by the amplifier is reduced. Even when the amount is unknown or when the appropriate delay amount fluctuates with time, it can be controlled to an appropriate delay amount, and highly accurate distortion compensation can be realized.
[0017]
Here, in the delay amount control means, for example, a configuration for controlling both the delay amount by the distortion delay means and the delay amount by the signal delay means may be used, or only the delay amount by the distortion delay means is controlled. A configuration may be used, or a configuration in which only the delay amount by the signal delay means is controlled may be used.
[0018]
Below, the structural example which concerns on this invention is shown further.
As an example, a configuration example (referred to as configuration example A) in which the present invention is applied to a predistortion distortion compensation amplification apparatus is shown as a configuration as shown in FIG.
In the following, the correspondence between each means according to this configuration example A and each component according to the configuration shown in FIG. 1 to be described later is shown using parentheses “()”.
[0019]
In the predistortion distortion compensating and amplifying apparatus according to this configuration example A, the distortion generated in the amplifier is compensated by the predistortion method with the following configuration.
That is, the first distribution means (first directional coupler 1) for distributing a signal and the second distribution means (second directional coupler 2) for distributing one distribution signal by the first distribution means. ), Distortion compensation distortion generating means (PD element 3) for generating distortion for distortion compensation with respect to one distribution signal by the second distribution means, and a signal in which distortion is generated by the distortion compensation distortion generating means A distortion component detection means (third directional coupler 4) for detecting a distortion component generated by the distortion compensation distortion generation means from the other distribution signal by the second distribution means, and a distortion component detection means A distortion component adjustment unit (vector adjuster 6) that adjusts one or both of the amplitude and phase of the detected distortion component, and delays the distortion component before or after being adjusted by the distortion component adjustment unit. Distortion component delay means (first delay line 5) and distortion component adjustment Including distortion compensation distortion component for generating a signal including distortion component for distortion compensation from the distortion component delayed by the stage adjustment and the distortion component delay means and the other distribution signal by the first distribution means A signal generating means (fourth directional coupler 8) and amplifiers (first amplifying element 9 and second amplifying element 10) for amplifying the signal generated by the distortion compensation distortion component inclusion signal generating means; Prepared.
[0020]
The predistortion distortion compensating and amplifying apparatus according to Configuration Example A has the following configuration as one configuration example.
That is, signal delay means (second delay line 7) for delaying the other distribution signal by the first distribution means is provided. Then, the distortion compensation distortion component inclusion signal generating means generates the distortion component that has been adjusted by the distortion component adjusting means and the delay by the distortion component delay means, and the other of the first distribution means that has been delayed by the signal delay means. A signal including a distortion component for distortion compensation is generated from the distribution signal.
[0021]
The predistortion distortion compensating and amplifying apparatus according to Configuration Example A has the following configuration as one configuration example.
In other words, the distortion component delay means delays the distortion component by a variable delay amount. The signal delay means delays the other distribution signal by the first distribution means by a variable delay amount. Further, a delay amount control means for controlling one or both of the delay amount by the distortion component delay means and the delay amount by the signal delay means so that the distortion component generated in the amplifier remaining in the amplified signal by the amplifier is reduced. For example, a control unit (not shown in FIG. 1) is provided.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment according to the present invention will be described with reference to the drawings.
In this embodiment, a multi-carrier signal or the like to be transmitted is provided by an amplifier, which is provided in a transmission unit of a base station apparatus of a mobile communication system. At this time, distortion generated in the amplifier by a predistortion method A case where the present invention is applied to a predistortion distortion compensating amplifier for compensation will be described.
[0023]
FIG. 1 shows an example of the configuration of a predistortion distortion compensating amplifier according to the present invention.
The predistortion distortion compensating apparatus of the present example includes a first directional coupler (directional coupler 1) 1, a second directional coupler (directional coupler 2) 2, and a predistortion element (PD). Element) 3, third directional coupler (directional coupler 3) 4, first delay line (delay line 1) 5, vector adjuster 6, and second delay line (delay line 2). ) 7, a fourth directional coupler (directional coupler 4) 8, a first amplifying element 9, and a second amplifying element 10 are provided between the input end and the output end. Yes. In this example, the first amplifying element 9 and the second amplifying element 10 constitute an amplifier.
[0024]
An example of the operation performed by the predistortion distortion compensating and amplifying apparatus of this example will be shown.
The carrier signal input from the input end is distributed by the first directional coupler 1 into a predistortion loop (PD loop) signal and a carrier loop signal. The PD loop distribution signal is input to the second directional coupler 2, and the carrier loop distribution signal is input to the second delay line 7.
[0025]
The PD loop distribution signal is distributed by the second directional coupler 2 into a PD element loop signal and a carrier cancellation carrier loop signal. The distribution signal of the PD element loop is input to the PD element 3, and the distribution signal of the carrier cancellation carrier loop is input to the third directional coupler 4.
With respect to the distribution signal of the PD element loop, distortion is generated by the PD element 3. The signal in which the distortion is generated is input to the third directional coupler 4.
[0026]
In the third directional coupler 4, the signal having distortion input from the PD element 3 and the signal of only the carrier input from the second directional coupler 2 are combined. Here, in this example, the circuit is set or adjusted so that the carrier components included in these two signals have the same amplitude, the same delay, and the opposite phase, so that the carrier component is extracted from the signal having the distortion. The signal having only the distortion is input to the first delay line 1 after being canceled.
[0027]
In the first delay line 5, the input distortion-only signal is delayed and output to the vector adjuster 6. Here, in this example, for example, the amount of signal delay by the first delay line 5 can be changed by a control unit (not shown).
In the vector adjuster 6, the amplitude and phase of the input distortion-only signal are adjusted, and the adjusted distortion-only signal is output to the fourth directional coupler 8. Here, in this example, the vector adjustment amount (amplitude change amount or phase change amount) of the signal by the vector adjuster 6 can be changed by, for example, a control unit (not shown).
[0028]
In the second delay line 7, the input carrier-only signal is delayed and output to the fourth directional coupler 8. Here, in this example, for example, the amount of signal delay by the second delay line 7 can be changed by a control unit (not shown).
[0029]
In the fourth directional coupler 8, the carrier-only signal input from the second delay line 7 and the distortion-only signal input from the vector adjuster 6 are combined, and the carrier and the distortion are The synthesized signal is output to the first amplifying element 9.
In the first amplifying element 9, the input signal is amplified and output to the second amplifying element 10.
In the second amplifying element 10, the input signal is amplified. The amplified signal is output from the output end.
[0030]
According to such an operation, for example, the distortion generated when the signal is amplified by the amplification elements 9 and 10 under the control of the control unit (not shown) and the distortion generated in advance by the PD element 3 are the same. When the levels cancel each other, the distortion is canceled in the output from the output end.
[0031]
In this example, the term “distortion-only signal” is used to clearly describe the characteristics of the signal. However, the “distortion-only signal” does not necessarily include strictly any component other than distortion. Such a signal may not be used. For example, a signal component that does not hinder the signal processing of this example or a signal component that can be regarded as an error may be included.
[0032]
Similarly, in this example, the term “carrier-only signal” is used to clearly describe the characteristics of the signal, but “carrier-only signal” does not necessarily include components other than the carrier strictly. For example, a signal component that does not hinder the signal processing of this example or a signal component that can be regarded as an error may be included.
[0033]
Next, distortion compensation by the predistortion distortion compensation amplifying apparatus of this example will be described in more detail.
FIG. 2 shows an example of the frequency relationship of third-order distortion generated by common amplification of two waves.
The horizontal axis of the graph shown in the figure indicates the frequency, and the vertical axis indicates the signal level.
[0034]
As shown in the figure, it occurs when the low frequency side of the third order distortion generated by common amplification of the carrier of frequency f1 and the carrier of frequency f2 is distortion L and the high frequency side is distortion H. The frequency interval between the distortion L and the generated distortion H is an interval (= 3 · Δf) that is three times the frequency interval Δf between the frequency f1 and the frequency f2.
[0035]
Here, in the predistortion distortion compensation amplifying apparatus of this example, in order to perform distortion compensation so that the distortion L and the distortion H are simultaneously erased, the phase relationship between the distortion L and the distortion H generated by the PD element 3, It is necessary that the correlation between the phase relationship between the strain L and the strain H generated by the amplifying elements 9 and 10 matches at the output end of the apparatus.
[0036]
Further, the following (1) and (2) are known as the reason why the phase correlation of such distortion is shifted.
(1) The phase relationship between the strain L and the strain H generated by the PD element 3 and the phase relationship between the strain L and the strain H generated by the amplifier elements 9 and 10 are not necessarily consistent with each other. Is.
(2) Since the frequencies of the distortion L and the distortion H are different, the phase relationship between the distortion L and the distortion H is shifted while passing through a circuit having a delay amount.
[0037]
Therefore, in the predistortion distortion compensating and amplifying apparatus of this example, it is possible to adjust the phase correlation between the distortion L and the distortion H by utilizing the property shown in (2) above.
That is, in the predistortion distortion compensating amplification apparatus of this example, the first delay line 5 is provided in the signal path only for distortion, and the second delay line 7 is provided in the signal path only for carrier. Since signals having different frequencies have different wavelengths, the phase relationship between the distortion L and the distortion H can be shifted by changing the delay amount.
[0038]
In the predistortion distortion compensating amplifier of this example, examples of how to adjust the delay amount by the first delay line 5 and the delay amount by the second delay line 7 to an appropriate amount (1) to (6) Shown in
(1) First, the vector adjuster 6 is variably controlled to realize a state in which only the distortion L is completely canceled between the distortion generated by the PD element 3 and the distortion generated by the amplification elements 9 and 10.
[0039]
(2) Next, for example, when the vector adjuster 6 is changed in the direction in which the phase is advanced, the distortion H is changed in a direction to disappear, the first delay line 5 is shortened and necessary. In response, the second delay line 7 is lengthened or shortened.
(3) After the delay amount by the first delay line 5 and the delay amount by the second delay line 7 are changed in this way, the vector adjuster 6 is variably controlled again and generated by the PD element 3. The state in which only the distortion L is completely canceled is realized by the distortion to be generated and the distortion generated by the amplification elements 9 and 10.
[0040]
(4) If the phase change amount until the distortion H disappears when the phase of the vector adjuster 6 is advanced from the state of (3), for example, the control direction can be regarded as correct. Further, the first delay line 5 is shortened, and the second delay line 7 is lengthened or shortened as necessary.
(5) On the other hand, when the phase change amount until the distortion H disappears when the phase of the vector adjuster 6 is advanced from the state of (3), for example, the control direction is correctly opposite. The first delay line 5 is lengthened, and the second delay line 7 is shortened or lengthened as necessary.
[0041]
(6) The adjustment of the vector adjuster 6 and the adjustment of the two delay lines 5 and 7 are repeated until the distortion L component and the distortion H component disappear at the same time at the output terminal of the apparatus. .
In this way, the vector adjustment amount by the vector adjuster 6, the delay amount by the first delay line 5, and the delay amount by the second delay line 7 are adjusted so that both the distortion L and the distortion H are reduced. As a result, good distortion compensation is realized.
[0042]
Next, in the predistortion distortion compensating and amplifying apparatus of the present example, the mathematical expression is expressed with respect to the principle that the phase relationship between the distortion L and the distortion H can be adjusted by changing the delay amount by the first delay line 5. It explains using.
With reference to FIG. 3, an example of processing for rotating the phases of distortions L and H having different frequencies will be described.
[0043]
This figure shows a carrier signal and a distortion signal similar to those shown in FIG.
Here, for convenience of explanation, the frequency of the distortion L that is the third-order distortion component on the low frequency side is F0, and the frequency of the distortion H that is the third-order distortion component on the high frequency side is F1, and these two distortions The difference between the frequencies of L and H is ΔF (= F1−F0).
The angular frequency corresponding to the frequency F0 is ω0 (= 2π · F0), the angular frequency corresponding to the frequency F1 is ω1 (= 2π · F1), and the angular frequency corresponding to the frequency ΔF is Δω (= 2π · ΔF). ).
[0044]
In this case, Equation 1 is established for the angular frequency.
[0045]
[Expression 1]

[0046]
In Expression 1, the phase when the signal is delayed by the delay amount τ is expressed by Expression 2.
[0047]
[Expression 2]

[0048]
From Equation 2 above, Equation 3 holds.
[0049]
[Equation 3]

[0050]
Here, when the phase when the angular frequency ω0 is delayed by the delay amount τ is used as a reference, that is, assuming that the phase is (ω0 · τ) = 0, Equation 4 is established from Equation 3 above.
[0051]
[Expression 4]

[0052]
Thus, the phase (ω1 · τ) for the frequency F1 of the distortion H is only (Δω · τ) = (2π · ΔF · τ) compared to the phase (ω0 · τ) for the frequency F0 of the distortion L. Shift.
Further, if Equation 5 is established for the frequency ratio between Δω and ω0, Equation 6 is established. In Equation 5, x represents a constant.
[0053]
[Equation 5]

[0054]
[Formula 6]

[0055]
Therefore, the phase (ω1 · τ) for the frequency F1 of the distortion H is (Δω · τ) = {(ω0 / x) · τ} as compared with the phase (ω0 · τ) for the frequency F0 of the distortion L. Can only be phase rotated.
As described above, since the amount of phase rotation with respect to the same delay time is different between the distortion L and the distortion H, the phase difference between the distortion L and the distortion H can be arbitrarily shifted and adjusted.
[0056]
As described above, in the predistortion distortion compensation amplification apparatus of this example, in a circuit that performs distortion compensation by a predistortion method when a signal is amplified by an amplifier, the delay amount of distortion generated by the PD element 3 is changed to change the PD. The distortion compensation amount is increased by correcting the phase correlation between the distortion generated by the element 3 and the distortion generated by the amplification elements 9 and 10.
[0057]
Therefore, in the predistortion distortion compensating and amplifying apparatus of this example, for example, the parameter of the vector adjuster 6 is set to a certain value by changing the delay amount of the distortion-only loop or changing the delay amount of the carrier-only loop. It is possible to eliminate the distortion L and the distortion H at the same time in the fixed state, and it is possible to increase the distortion compensation amount in the predistortion method.
[0058]
Specifically, in the predistortion distortion compensating amplification device of this example, the phase correlation shift between the distortion generated in advance by the PD element 3 and the distortion generated by the amplification elements 9 and 10 is determined by the delay amount of the distortion-only loop. It can be corrected by changing the delay amount of the loop of only the carrier. For example, by correcting so that the correlation between the distortions L and H generated at the frequencies on both sides of the carrier is adjusted, The distortions L and H can be eliminated simultaneously.
[0059]
Here, in this example, a predistortion distortion compensation amplifying apparatus including one predistortion circuit (PD circuit) is shown. For example, in a predistortion distortion compensation amplifying apparatus including a plurality of PD circuits, each PD circuit It is also possible to implement a configuration in which a delay amount of a distortion-only loop is provided every time as in this example.
[0060]
In the predistortion distortion compensating and amplifying apparatus of this example, the distribution means is constituted by the function of the first directional coupler 1, and the function of the second directional coupler 2, the function of the PD element 3, and the first The distortion compensation means is configured by the function of the directional coupler 4, the distortion adjustment means is configured by the function of the vector adjuster 6, and the distortion delay means is configured by the function of the first delay line 5. The signal delay means is configured by the function of the second delay line 7, and the distortion compensation distortion component inclusion signal generating means is configured by the function of the fourth directional coupler 8. An amplifier is configured by the functions 9 and 10.
[0061]
In the predistortion distortion compensating and amplifying apparatus of this example, a delay amount control means is configured by the function of the control unit controlling the delay amount by the first delay line 5 and the delay amount by the second delay line 7.
In this example, the delay line is used as the distortion delay unit and the signal delay unit, but various other types may be used.
[0062]
The background of the technology related to the present invention will be described below. Note that the matters described here are not necessarily limited to the conventional technology.
FIG. 4 shows a configuration example of a predistortion distortion compensating amplifying apparatus having a configuration in which the first delay line 5 and the second delay line 7 are not provided as compared with the configuration shown in FIG.
In FIG. 4, the same components 1 to 4, 6, 8 to 10 as those shown in FIG. 1 are given the same reference numerals.
[0063]
FIG. 4 shows an example of the signal spectrum in each process of signal processing performed by the predistortion distortion compensating amplifier.
Specifically, (a) a carrier-only signal input from the input terminal, (b) a carrier-only signal passing through the carrier cancellation carrier loop, and (c) a carrier component and a distortion component output from the PD element 3 (D) a distortion-only signal output from the third directional coupler 4 with the carrier component canceled, (e) a carrier-only signal passing through the carrier loop, and (f) a carrier component and distortion. The component is combined and output from the fourth directional coupler 8, and (g) an amplified signal of the carrier component output from the output end after the distortion component is canceled.
[0064]
The problem according to the present invention will be described using the predistortion distortion compensating amplifier as shown in FIG. 4 as an example.
In the configuration shown in FIG. 4, even if the distortion generated by the PD element 3 and the distortion generated by the amplification elements 9 and 10 have the same amplitude at the output end of the apparatus, distortions with different frequencies (distortion L, If the phase correlation of distortion H) is not obtained, only distortion on one side can be eliminated. At the same time, if the distortions L and H on both sides are to be eliminated, the distortion compensation amount is reduced on both sides.
[0065]
FIG. 5 shows an example of the state of a signal when distortion compensation on only one side is realized when compensating for distortions L and H having different frequencies.
Specifically, (a) distortion L and distortion H signals generated in advance by the PD element 3, (b) distortion L and distortion H signals generated in the amplification elements 9 and 10, and (c) distortion on one side only. A signal after amplification in which compensation (distortion compensation of distortion H in the example of the figure) is realized is shown. As shown in the drawing, if the phase relationship between the distortion L and the distortion H does not match between (a) and (b), only one side of the distortion can be eliminated.
[0066]
For example, even if the phase of the distortion L and the distortion H is changed by the vector adjuster 6, the phases of the distortion L and H are simultaneously rotated because the phase is simultaneously rotated for the distortion L on the low frequency side and the distortion H on the high frequency side. The correlation does not change.
Therefore, in the predistortion distortion compensating and amplifying apparatus of this example as shown in FIG. 1, the first delay line 5 is used to calculate the distortion generated by the PD element 3 and the distortion generated by the amplifying elements 9 and 10. By matching the phase correlation, the distortions L and H on both sides can be eliminated simultaneously.
[0067]
FIG. 6 shows an example of the state of a signal when distortion compensation on both sides is realized when compensating for distortions L and H having different frequencies.
Specifically, (a) distortion L and distortion H signals generated in advance by the PD element 3, (b) distortion L and distortion H signals generated in the amplification elements 9 and 10, and (c) distortion compensation on both sides. The amplified signal that is realized is shown. As shown in the drawing, if the phase relationship between the strain L and the strain H is the same in (a) and (b), the strains L and H on both sides can be eliminated at the same time.
[0068]
Here, the configuration of the predistortion distortion compensating and amplifying apparatus according to the present invention is not necessarily limited to the configuration described above, and various configurations may be used. The present invention can also be provided as, for example, a method or method for executing the processing according to the present invention, a program for realizing such a method or method, or a recording medium for recording the program. It is also possible to provide various devices and systems.
The application field of the present invention is not necessarily limited to the above-described fields, and the present invention can be applied to various fields.
[0069]
In addition, as various kinds of processing performed in the predistortion distortion compensation amplification apparatus according to the present invention, for example, the processor executes a control program stored in a ROM (Read Only Memory) in hardware resources including a processor and a memory. The configuration controlled by doing so may be used, and for example, each functional means for executing the processing may be configured as an independent hardware circuit.
The present invention can also be understood as a computer-readable recording medium such as a floppy (registered trademark) disk or a CD (Compact Disc) -ROM storing the control program, and the program (itself). The processing according to the present invention can be performed by inputting the program from the recording medium to the computer and causing the processor to execute the program.
[0070]
【The invention's effect】
As described above, in the predistortion distortion compensation amplification apparatus according to the present invention, when compensating distortion generated in an amplifier by the predistortion method, a signal to be processed is distributed, and distortion is compensated from one of the distribution signals. And adjusting one or both of the amplitude and phase of the generated distortion, delaying the distortion before or after the adjustment, the distortion subjected to the adjustment and the delay, and the other distribution signal Since a signal including a distortion component for distortion compensation is generated and the generated signal is amplified, highly accurate distortion compensation can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a predistortion distortion compensating amplifier according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a frequency relationship of third-order distortion generated by common amplification of two waves.
FIG. 3 is a diagram for explaining an example of processing for rotating the phase of distortion having different frequencies;
FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration example of a predistortion distortion compensating amplifier.
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a signal in which only distortion on one side is compensated.
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a signal in which distortion on both sides is compensated.
[Explanation of symbols]
1, 2, 4, 8, .. directional coupler,
3 .... Predistortion element (PD element), 5, 7 .... Delay line,
6 .. Vector adjuster 9, 10.

Claims

In a predistortion distortion compensating amplifier that compensates for distortion generated in an amplifier by a predistortion method,
A distribution means for distributing the signal;
Distortion compensation distortion generating means for generating distortion for distortion compensation from one distribution signal by the distribution means;
Distortion adjusting means for adjusting one or both of the amplitude and phase of the distortion generated by the distortion compensation distortion generating means;
Distortion delay means for delaying distortion before or after being adjusted by the distortion adjustment means;
A distortion compensation distortion component inclusion signal generating means for generating a signal including a distortion component for distortion compensation from the distortion adjusted by the distortion adjustment means and the delay delayed by the distortion delay means and the other distributed signal by the distribution means; ,
An amplifier for amplifying the signal generated by the distortion compensation distortion component inclusion signal generating means;
A predistortion distortion compensating amplifying device comprising:

In the predistortion distortion compensating amplifier according to claim 1,
Comprising signal delay means for delaying the other distribution signal by the distribution means;
The distortion compensation distortion component inclusion signal generating means generates a distortion component for distortion compensation from the distortion that has been adjusted by the distortion adjusting means and the delay that has been delayed by the distortion delay means and the other distributed signal that has been delayed by the signal delay means. A signal containing
A predistortion distortion compensating amplifying device characterized by the above.

In the predistortion distortion compensating amplifier according to claim 2,
The distortion delay means delays distortion by a variable delay amount,
The signal delay means delays the other distribution signal by the distribution means by a variable delay amount,
Furthermore, delay amount control means for controlling one or both of the delay amount by the distortion delay means and the delay amount by the signal delay means so as to reduce the distortion component generated in the amplifier remaining in the amplified signal by the amplifier. The
A predistortion distortion compensating amplifying device characterized by the above.