JP2005136758A - Distortion compensating device - Google Patents
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Description
本発明は、変調波信号を増幅器で増幅するに際して当該増幅器で発生する歪を当該変調波信号の包絡線情報に基づいてプリディストーション方式で補償する歪補償装置に関し、特に、包絡線情報の検出精度を向上させる歪補償装置に関する。 The present invention relates to a distortion compensator that compensates for distortion generated in an amplifier when the modulated wave signal is amplified by an amplifier using a predistortion method based on the envelope information of the modulated wave signal, and more particularly to detection accuracy of envelope information The present invention relates to a distortion compensation device that improves the frequency.
例えば増幅器の線形化技術としてプリディストーション方式が知られており、この方式では包絡線検波器により包絡線を検波して当該検波結果に基づいて増幅器で発生する歪を補償することが行われる。ここで、プリディストーション方式について説明する。送信機で用いられる電力増幅器ではその入出力特性に非線形性が存在し、当該非線形性に起因して歪が発生してしまう結果として、送信周波数帯域外への不要な電力輻射が生じてしまい、これにより、他の周波数帯域への妨害電力が発生してしまう。このため、このような電力増幅器では、発生する歪を小さく抑えることが必要となる。 For example, a predistortion method is known as a linearization technique of an amplifier. In this method, an envelope is detected by an envelope detector, and distortion generated in the amplifier is compensated based on the detection result. Here, the predistortion method will be described. In the power amplifier used in the transmitter, nonlinearity exists in its input / output characteristics, and as a result of distortion occurring due to the nonlinearity, unnecessary power radiation outside the transmission frequency band occurs, As a result, interference power to other frequency bands is generated. For this reason, in such a power amplifier, it is necessary to suppress the generated distortion.
また、電力増幅器は消費電力の大きい構成部分であり、例えば携帯電話システムの基地局装置などでは電力増幅器の消費電力が基地局装置の消費電力の大半を占めるため、電力増幅器の低消費電力化も重要な課題となる。ところが、電力増幅器により線形に増幅を行うためには、直流−交流変換効率が低い領域で電力増幅器を動作させることが必要となる。つまり、電力増幅器の非線形性の改善と低消費電力化とは互いに反する関係にあり、これら両方の問題点を同時に解決することは困難な問題であった。 A power amplifier is a component that consumes a large amount of power. For example, in a base station device of a mobile phone system, the power consumption of the power amplifier accounts for most of the power consumption of the base station device. This is an important issue. However, in order to perform amplification linearly by the power amplifier, it is necessary to operate the power amplifier in a region where the DC-AC conversion efficiency is low. In other words, the improvement in nonlinearity of the power amplifier and the reduction in power consumption are contrary to each other, and it has been difficult to solve both of these problems simultaneously.
そこで、このような両方の問題点を同時に解決する方法として、プリディストーション方式がある。プリディストーション方式とは、例えば電力増幅器で発生する歪と逆の歪(電力増幅器で発生する歪を打ち消す歪)を当該電力増幅器の入力部より前段側で与え、これにより歪を改善する方式である。 Therefore, there is a predistortion method as a method for simultaneously solving both of these problems. The predistortion method is a method of improving distortion by applying distortion that is opposite to distortion generated in a power amplifier (distortion that cancels distortion generated in a power amplifier), for example, from the input stage of the power amplifier. .
この方式では、電力増幅器の入力部より前段側で発生させる歪発生器には、歪補償特性を有するジェットキーダイオードや、小信号トランジスタ、小信号FETなどを用いて構成していた。 In this system, the distortion generator generated on the upstream side of the input section of the power amplifier is configured using a jet key diode having distortion compensation characteristics, a small signal transistor, a small signal FET, or the like.
しかし、従来のプリディストーション方式で補償する歪補償装置では、補償される増幅素子と歪発生器の素子構成が異なり歪補償量を精度良く補償できないという問題があった。 However, in the conventional distortion compensation device that compensates by the predistortion method, there is a problem that the element configuration of the amplifying element to be compensated and the distortion generator are different and the distortion compensation amount cannot be compensated with high accuracy.
本発明は、上述の問題を解消し、変調波信号を増幅器で増幅するに際して当該増幅器で発生する歪を当該変調波信号の包絡線情報に基づいてプリディストーション方式で補償する歪補償装置に関し、特に、包絡線情報の検出精度を向上させる歪補償装置を提供することを目的とする。 The present invention relates to a distortion compensation apparatus that solves the above-described problems and compensates for distortion generated by an amplifier when the modulated wave signal is amplified by an amplifier using a predistortion method based on envelope information of the modulated wave signal. An object of the present invention is to provide a distortion compensation device that improves the detection accuracy of envelope information.
本発明の請求項1記載の歪補償装置は、信号を増幅する増幅器で発生する歪を補償する歪補償装置において、増幅器により増幅される信号に対して発生する歪を相殺するための歪を発生させる歪発生手段を備え、前記歪発生手段は、前記増幅器を構成する素子と同様の素子を用いて構成されることを特徴とする。 The distortion compensation apparatus according to claim 1 of the present invention is a distortion compensation apparatus that compensates for distortion generated by an amplifier that amplifies a signal, and that generates distortion for canceling distortion generated for a signal amplified by the amplifier. The strain generating means is configured using an element similar to the element constituting the amplifier.
本発明の歪補償装置によれば、増幅器で発生する歪を精度良く補償することができる。 According to the distortion compensation apparatus of the present invention, distortion generated in an amplifier can be compensated with high accuracy.
以下、実施例を通じて本発明を説明するが、以下の実施例は請求項に係る発明を限定するものではなく、また実施例の中で説明されている特長の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。 Hereinafter, the present invention will be described by way of examples. However, the following examples do not limit the claimed invention, and all combinations of features described in the examples serve as means for solving the invention. It is not always essential.
まず、本発明を説明するにあたり、本発明を適用できる歪補償装置の基本構成の一例について説明する。図1は、本発明の実施形態の一例の歪補償装置を示す図である。図1に示した歪補償装置では、増幅対象となる送信信号が歪補償部11及び電力検出部13に入力されて、当該信号の電力が電力検出部13により検出されて当該検出結果が制御部14に出力され、当該検出結果に基づく歪補償特性の歪が歪補償部11により当該信号に対して与えられるように当該歪補償部11が制御部14により制御され、また、当該制御部14からの制御信号に従って歪補償部11により当該信号に対して歪が与えられた後に、当該信号が増幅部12により増幅されて出力される。
First, in describing the present invention, an example of a basic configuration of a distortion compensation apparatus to which the present invention can be applied will be described. FIG. 1 is a diagram illustrating an exemplary distortion compensation apparatus according to an embodiment of the present invention. In the distortion compensation apparatus shown in FIG. 1, the transmission signal to be amplified is input to the
ここで、歪補償部11は、例えば、入力信号を減衰させる減衰器(アッテネータ:ATT)や信号の移相を変化させる移相器、及び増幅部で発生する歪を打ち消すための逆特性の歪を発生させる歪発生器を用いて構成される。これらの歪補償部の詳細な説明に関しては後述で説明する。また、電力検出部13により信号の電力を検出する方法としては、例えば包絡線検波を行う方法や、包絡線検波と同等な処理をプロセッサで行う方法などの種々な方法を用いることができる。
Here, the
また、制御部14は、例えばDSP(Digital Signal Processor)を用いて構成され、歪補償特性の歪を与えるための参照テーブル(LUT:Look Up Table)を有する。そして、制御部14は、例えば、入力信号の電力に対応した減衰器の制御情報及び移相器の制御情報などを歪補償部11に対して出力する。
The
また、制御部14は、例えば、電力検出部13からアナログ信号として入力される電力検出結果をデジタル化するA/D(Analog to Digital)変換器や、歪補償部11に対するデジタル制御信号をアナログ化して当該歪補償部11へ出力するD/A(Digital to Analog)変換器を有する。
Further, the
図2に示した歪補償装置では、上記図1に示したものと同様な機能を有する歪補償部21や増幅部22や電力検出部23や制御部25から成る構成に、フィードバックループを形成する復調部24を備えた構成となっている。この送信電力増幅部では、歪補償部21及び電力検出部23に入力される送信信号が制御部25にも入力され、また、増幅部22から出力される信号の一部が復調部24に入力されて、当該信号の一部が当該復調部24により直交復調され、当該直交復調結果が制御部25に入力される。
In the distortion compensation apparatus shown in FIG. 2, a feedback loop is formed in a configuration including the
また、この歪補償装置では、制御部25に入力される送信信号と直交復調結果とが当該制御部25により比較されて増幅部22で発生した歪成分が検出され、当該検出される歪成分が小さくなるように参照テーブルの内容が当該制御部25により更新させられる。このような参照テーブルの更新により、例えば経年変化や温度変化により生じる増幅部22の非線形特性の変化に適応することが可能となり、すなわち、アダプティブなプリディストーションを行うことが可能となる。
In this distortion compensation apparatus, the transmission signal input to the
図3に示した歪補償装置では、上記図1に示したのと同様な機能を有する歪補償部31や増幅部32や電力検出部33や制御部35から成る構成に、フィードバックループを形成するフィルタ部34を備えた構成となっている。この歪補償装置では、増幅部32から出力される信号の一部がフィルタ部34に入力されて、増幅部32で発生する歪成分が漏洩する帯域の信号のみが当該信号の一部から当該フィルタ部34により抽出され、当該抽出された歪成分が制御部35に入力される。
In the distortion compensation apparatus shown in FIG. 3, a feedback loop is formed in a configuration including the
また、この歪補償装置では、制御部35に入力される歪成分が小さくなるように参照テーブルの内容が当該制御部35により更新させられる。このような参照テーブルの更新により、例えば経年変化や温度変化により生じる増幅部32の非線形特性の変化に適応することが可能となり、すなわち、アダプティブなプリディストーションを行うことが可能となる。ここで、フィルタ部34は、例えば、バンドパスフィルタ(BPF:Band Pass Filter)やミキサや可変周波数発振器などを用いて構成される。以上が、本発明を適用できる歪補償装置の基本構成の一例である。
In this distortion compensation apparatus, the contents of the reference table are updated by the
次に、本発明が適用できる歪補償部の構成例について説明する。図4は、本発明が適用できる歪補償装置の歪補償部の構成例を示す図である。ここで、図4の歪補償部の構成は図1〜3の歪補償部11、21、31に適用可能である。この歪補償部は、増幅部で発生する歪を打ち消すための逆特性の歪を発生させる歪発生器41、入力信号を減衰させる減衰器42(アッテネータ:ATT)、入力信号の移相を変化させる移相器43から構成される。ここで、歪補償処理としては、まず、入力信号に対して増幅部で発生する歪を打ち消すための逆特性の歪を歪発生器43で発生させ、当該歪を発生させた信号に対して歪を打ち消すために最適な減衰量及び移相量を、それぞれ減衰器42及び移相器で調整することで、増幅器で発生する歪を打ち消すことができる。
Next, a configuration example of a distortion compensation unit to which the present invention can be applied will be described. FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration example of a distortion compensation unit of a distortion compensation apparatus to which the present invention can be applied. Here, the configuration of the distortion compensator of FIG. 4 is applicable to the
次に、本発明が適用できる歪補償装置の増幅部の素子構成例について説明する。図5は、本発明が適用できる歪補償装置の増幅部の素子構成例を示す図である。ここで、図5の増幅部の構成は、図1〜3の増幅部12、22、32に適用可能である。この増幅器の素子には、例えば、図5のようにトランジスタやFETが用いられ、高出力化に供い、トランジスタやFET素子を多段並列合成して出力を高めている。
Next, an example of the element configuration of the amplification unit of the distortion compensation apparatus to which the present invention can be applied will be described. FIG. 5 is a diagram illustrating an example of an element configuration of an amplification unit of a distortion compensation apparatus to which the present invention can be applied. Here, the configuration of the amplifying unit in FIG. 5 is applicable to the amplifying
次に、本発明が適用できる歪補償装置の歪発生器の素子構成例について説明する。図6は、本発明が適用できる歪補償装置の歪発生器の素子構成例を示す図である。この歪発生器の素子には、例えば、図5と同様なトランジスタやFET素子を用いて構成し、更にこれらのトランジスタやFET素子を多段並列合成して、増幅器と同様な素子を用いることで歪補償の精度を高めている。 Next, an example of an element configuration of a distortion generator of a distortion compensation apparatus to which the present invention can be applied will be described. FIG. 6 is a diagram illustrating an element configuration example of a strain generator of a distortion compensation apparatus to which the present invention can be applied. For example, the distortion generator element is configured by using transistors and FET elements similar to those shown in FIG. 5, and these transistors and FET elements are combined in multiple stages in parallel, and the elements similar to the amplifier are used for distortion. The accuracy of compensation is increased.
以上説明したように、本発明の最良の実施形態によれば、歪補償装置の増幅部と歪発生器の構成を同様の素子で用いて構成することで、増幅器で発生する歪を精度良く補償することができる。 As described above, according to the best embodiment of the present invention, the distortion of the amplifier is compensated with high accuracy by configuring the amplification unit and the distortion generator of the distortion compensation apparatus with the same elements. can do.
11、21、31 歪補償部
12、22、32 増幅部
13、23、34 電力検出部
14、25、35 制御部
24 復調部
34 フィルタ部
41 歪発生部
42 減衰器
43 移相器
11, 21, 31
Claims (1)
増幅器により増幅される信号に対して発生する歪を相殺するための歪を発生させる歪発生手段を備え、
前記歪発生手段は、前記増幅器を構成する素子と同様の素子を用いて構成されることを特徴とする歪補償装置。
In a distortion compensation apparatus that compensates for distortion generated in an amplifier that amplifies a signal,
Comprising distortion generating means for generating distortion for canceling distortion generated for a signal amplified by an amplifier;
The distortion compensation apparatus, wherein the distortion generating means is configured by using an element similar to an element configuring the amplifier.
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WO2009107263A1 (en) * | 2008-02-29 | 2009-09-03 | 独立行政法人科学技術振興機構 | Signal reproducing device |
JP2019087704A (en) * | 2017-11-10 | 2019-06-06 | 富士通株式会社 | Compound semiconductor device, receiver, and manufacturing method of compound semiconductor device |
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