JP2006191673A - Linear power amplification method, linear power amplifier, and its digital predistortor setting method - Google Patents

Linear power amplification method, linear power amplifier, and its digital predistortor setting method Download PDF

Info

Publication number
JP2006191673A
JP2006191673A JP2006060195A JP2006060195A JP2006191673A JP 2006191673 A JP2006191673 A JP 2006191673A JP 2006060195 A JP2006060195 A JP 2006060195A JP 2006060195 A JP2006060195 A JP 2006060195A JP 2006191673 A JP2006191673 A JP 2006191673A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
digital
frequency
pilot signal
distortion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2006060195A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4399427B2 (en
Inventor
Yasunori Suzuki
恭宜 鈴木
Shinji Mizuta
信治 水田
Tetsuo Hirota
哲夫 廣田
Yasushi Yamao
泰 山尾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NTT Docomo Inc
Original Assignee
NTT Docomo Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NTT Docomo Inc filed Critical NTT Docomo Inc
Priority to JP2006060195A priority Critical patent/JP4399427B2/en
Publication of JP2006191673A publication Critical patent/JP2006191673A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4399427B2 publication Critical patent/JP4399427B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To more flexibly ensure signal transformation, such as frequency band widening of a sending signal or increase of over-sampling number. <P>SOLUTION: A 2nd digital predistortor forms a predistortion attached pilot signal, It has a digital-to-analog converter which convberts the predistorted attach pilot signal into an analog predistortion attached pilot signal and a 2nd up-conversion portion which carries out up-conversion of the analog predistortion attached pilot signal on a predetermined frequency. The odd-numbered distorted components are extracted from a down-convertion signal, after power amplification, and factors of the 1st and the 2nd digital predistortors are controlled so that the level of the odd-nunmbered distorted components become small. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、例えば無線通信送信機用の線形電力増幅方法、線形電力増幅器及びそのディジタルプリディストータの設定方法に関する。   The present invention relates to a linear power amplification method, a linear power amplifier, and a digital predistorter setting method for a wireless communication transmitter, for example.

マイクロ波帯電力増幅器の非線形歪補償方法のひとつとしてディジタル信号処理によるプリディストーション法(以下、ディジタルプリディストーション方法と呼ぶ)がある(例えば非特許文献1)。ディジタルプリディストーション方法の特徴は、ディジタル信号処理にてプリディストータの構成を可能にすることで複雑なアナログ回路を不要にしている点にある。従来の線形増幅器はフィードフォワード増幅器や負帰還増幅器など主としてアナログ回路にて実現されている。プリテイストータも同様にアナログ回路にて実現されている(例えば非特許文献2)。
しかしながらこれのアナログ回路による線形化回路技術は、一般に高度な調整技術などを必要としている。さらに変調回路を含めて送信機の小型化及び経済化を可能にするにはアナログ回路を簡素かつ簡易に構成する必要がある。この点において、線形化処理をディジタル信号処理にて行うディジタルプリディストータは、従来のアナログ回路によるプリディストータと比較して有利な特徴をもつ。また、フィードフォワード増幅器のように補助増幅器などの線形化するためのアナログ回路を持たないため、プリディストータを用いた増幅器は高効率増幅を達成できる可能性がある。
As one of nonlinear distortion compensation methods for a microwave power amplifier, there is a predistortion method by digital signal processing (hereinafter referred to as a digital predistortion method) (for example, Non-Patent Document 1). A feature of the digital predistortion method is that a complicated analog circuit is not required by enabling a predistorter configuration by digital signal processing. Conventional linear amplifiers are realized mainly by analog circuits such as feedforward amplifiers and negative feedback amplifiers. A pretasteter is also realized by an analog circuit (for example, Non-Patent Document 2).
However, the linearization circuit technology based on the analog circuit generally requires advanced adjustment technology. Further, in order to enable the transmitter to be reduced in size and economy including the modulation circuit, it is necessary to configure the analog circuit simply and easily. In this respect, a digital predistorter that performs linearization processing by digital signal processing has advantageous features compared with a predistorter that uses a conventional analog circuit. Further, since there is no analog circuit for linearization such as an auxiliary amplifier like a feedforward amplifier, an amplifier using a predistorter may be able to achieve high efficiency amplification.

これまでにディジタルプリディストータには、予め増幅器の非線形特性を線形化するテーブルを持つルックアップテーブルによる構成が知られている(例えば非特許文献3)。ルックアップテーブルを持つディジタルプリディストータは、歪成分を設計値以下にするように増幅器出力信号を帰還してルックアップテーブルの設定値を更新する。このようにして、ディジタル信号処理にて歪補償ができ、その歪補償量は、約15dB以下であることが知られている(非特許文献4)。
電力増幅器でなるべく高効率増幅を行うには、歪補償量を大きくして増幅器の出力バックオフを圧縮する必要がある。図1に1dB利得圧縮点からの出力バックオフと効率の
関係を示す。検討条件は理想的なB級バイアスとした。図1から効率を高めるには出力バックオフの圧縮を可能とする歪補償量を大きくする必要がある。
図2に歪補償量と3次歪成分の振幅及び位相偏差の関係を示す。少なくとも歪補償量を30dB以上達成するには、振幅偏差±0.2dB以内、位相偏差±2deg以内を達成するディジタルプリディストータが必要となる。図2からディジタルプリディストータには、経年変化、温度変化などに対しても所定の振幅偏差及び位相偏差を達成することが求められる。
To date, a configuration using a look-up table having a table for linearizing the nonlinear characteristics of an amplifier in advance has been known for a digital predistorter (for example, Non-Patent Document 3). A digital predistorter having a look-up table feeds back an amplifier output signal and updates a set value of the look-up table so that a distortion component becomes a design value or less. Thus, it is known that distortion compensation can be performed by digital signal processing, and the amount of distortion compensation is about 15 dB or less (Non-Patent Document 4).
In order to perform amplification as efficiently as possible with the power amplifier, it is necessary to increase the distortion compensation amount and compress the output back-off of the amplifier. FIG. 1 shows the relationship between output back-off from 1 dB gain compression point and efficiency. The examination condition was an ideal class B bias. In order to increase efficiency from FIG. 1, it is necessary to increase the amount of distortion compensation that enables output back-off compression.
FIG. 2 shows the relationship between the distortion compensation amount and the amplitude and phase deviation of the third-order distortion component. In order to achieve at least a distortion compensation amount of 30 dB or more, a digital predistorter that achieves an amplitude deviation within ± 0.2 dB and a phase deviation within ± 2 deg is required. As shown in FIG. 2, the digital predistorter is required to achieve predetermined amplitude deviation and phase deviation with respect to aging, temperature change, and the like.

従来のルックアップテーブル型ディジタルプリディストータにおいて、現状値以上に大きい歪補償量(歪改善量)を達成するには、図2から理解されるように高い歪改善量を保つには高精度なルックアップテーブルを用意する必要がある。また、温度偏差または経年変化などにより電力増幅器の非線形特性がわずかに変化した場合において、増幅器出力信号をモニタしてルックアップテーブルを修正する制御系統が必要となる。
しかしながら、ルックアップテーブルによるディジタルプリディストータでは、歪成分と設定されるルックアップテーブル値の関係が不明瞭なこと、さらに経年変化、温度変化などによる増幅器の非線形特性のわずかな変化を補正する具体的方法は示されていなかった。
歪成分を高精度に補償できる方法として、べき級数モデルに基づくプリディストータがある。これまでにアナログ回路にて実現されており、歪改善量は30dB以上を達成している(例えば非特許文献5)。べき級数モデルは増幅器の非線形特性を精度よくモデル化していることが知られている(例えば非特許文献6)。べき級数モデルを用いるディジタルプリディストータにおける歪補償方法では、増幅器出力信号から各次の係数を補正する信号を抽出する必要がある。これまで特許文献1では、送信信号から基本波と各次の歪成分を除去して補正用信号を抽出していた。より簡易にべき級数モデルの補正用信号を抽出する方法として、2波等レベルの搬送波をパイロット信号として用いる方法がある(前記非特許文献5参照)。
In a conventional look-up table type digital predistorter, in order to achieve a distortion compensation amount (distortion improvement amount) larger than the current value, it is highly accurate to maintain a high distortion improvement amount as understood from FIG. A lookup table needs to be prepared. In addition, when the nonlinear characteristic of the power amplifier slightly changes due to temperature deviation or aging, a control system that monitors the amplifier output signal and corrects the lookup table is required.
However, in a digital predistorter using a look-up table, the relationship between the distortion component and the set look-up table value is unclear, and moreover, a slight change in the nonlinear characteristics of the amplifier due to aging and temperature changes is corrected. The method was not shown.
There is a predistorter based on a power series model as a method that can compensate distortion components with high accuracy. Up to now, it has been realized by an analog circuit, and the distortion improvement amount has reached 30 dB or more (for example, Non-Patent Document 5). It is known that the power series model accurately models the nonlinear characteristics of an amplifier (for example, Non-Patent Document 6). In a distortion compensation method in a digital predistorter using a power series model, it is necessary to extract a signal for correcting each order coefficient from an amplifier output signal. So far, in Patent Document 1, the correction signal is extracted by removing the fundamental wave and each distortion component from the transmission signal. As a method of extracting a power series model correction signal in a simpler manner, there is a method of using a carrier wave of two waves or the like as a pilot signal (see Non-Patent Document 5).

上述の電力増幅器の非線形特性の温度依存性や温度変化に対する補償に加えて、非線形特性の周波数依存性についても改善が提案されている。広帯域な信号に対して良好な歪補償を行うために、従来のプリディストータにおいて、特許文献2では主信号経路と歪信号経路との経路差を小さくすることで、特許文献3では入力信号線路側に位相イコライザを入れることで対応していた。上記の方法を用いる理由は、プリディストータで発生させた歪を、広い周波数帯域に渡って一定の利得と一定の位相で変化させるためである。
しかしながら、増幅する周波数帯域が広くなるにつれて、例えば図3に示すように電力増幅器の利得特性および位相特性は周波数偏差が大きくなり、信号を増幅する際にこの影響を無視できなくなる。そのため、プリディストータで発生させた歪の振幅および位相を全周波数帯域にわたって一定に変化させただけでは、全周波数帯域にわたってその歪を電力増幅器で発生する歪を打ち消すレベルかつ逆位相とすることができない。よって、高精度な歪補償を行うためには、電力増幅器における利得特性および位相特性の周波数偏差を打ち消すように、プリディストータで発生させる歪の周波数対振幅特性と周波数対位相特性を変化させなければならない。プリディストータで発生させる歪の周波数対振幅特性と周波数対位相特性を変化させる方法として、特許文献4ではイコライザを用いている。
In addition to the above-described temperature dependence of the nonlinear characteristics of the power amplifier and compensation for temperature changes, improvements have also been proposed for the frequency dependence of the nonlinear characteristics. In order to perform good distortion compensation for a wideband signal, in the conventional predistorter, Patent Document 2 reduces the path difference between the main signal path and the distortion signal path, and Patent Document 3 discloses an input signal line. It was supported by putting a phase equalizer on the side. The reason for using the above method is to change the distortion generated by the predistorter with a constant gain and a constant phase over a wide frequency band.
However, as the frequency band to be amplified becomes wider, for example, as shown in FIG. 3, the frequency deviation of the gain characteristic and phase characteristic of the power amplifier increases, and this influence cannot be ignored when a signal is amplified. Therefore, if the amplitude and phase of the distortion generated by the predistorter are changed constantly over the entire frequency band, the distortion can be set to a level and an antiphase that cancels the distortion generated by the power amplifier over the entire frequency band. Can not. Therefore, in order to perform highly accurate distortion compensation, the frequency-to-amplitude and frequency-to-phase characteristics of the distortion generated by the predistorter must be changed so as to cancel out the frequency deviation of the gain and phase characteristics in the power amplifier. I must. As a method for changing the frequency-to-amplitude characteristics and the frequency-to-phase characteristics of distortion generated by a predistorter, Patent Document 4 uses an equalizer.

例えば特許文献5に示されている従来のプリディストータにおいては、アナログ歪発生器の出力を基本波出力信号の高周波側と低周波側に分けて独立に振幅と位相を調整して補償歪に周波数特性を与えている。また、特許文献6では、帯域通過フィルタとベクトル調整器で構成された振幅周波数特性調整回路をアナログ歪発生回路の後ろに挿入し、補償歪に周波数特性を与えている。
増幅器出力の相互変調歪成分を狭帯域フィルタで抽出し、アナログプリディストータの各次係数を補正する場合、アナログプリディストータにおけるパイロット信号の帰還系統では、送信信号に対して十分に短時間にアナログプリディストータの係数の補正が容易に可能であった。これに対して、ルックアップテーブル型のディジタルプリディストータでは増幅器出力からモニタされたパイロット信号をディジタル化する必要があり、アナログプリディストータと比べて帰還系統による遅延の問題があった。
For example, in the conventional predistorter disclosed in Patent Document 5, the output of the analog distortion generator is divided into a high frequency side and a low frequency side of the fundamental wave output signal, and the amplitude and phase are independently adjusted to compensate for distortion. Gives frequency characteristics. Further, in Patent Document 6, an amplitude frequency characteristic adjusting circuit composed of a band pass filter and a vector adjuster is inserted behind the analog distortion generating circuit to give frequency characteristics to the compensation distortion.
When the intermodulation distortion component of the amplifier output is extracted with a narrowband filter and each order coefficient of the analog predistorter is corrected, the feedback system of the pilot signal in the analog predistorter is sufficiently short for the transmission signal. Correction of the coefficient of the analog predistorter was easily possible. On the other hand, in the look-up table type digital predistorter, it is necessary to digitize the pilot signal monitored from the amplifier output, and there is a problem of delay due to the feedback system as compared with the analog predistorter.

アナログプリディストータではパイロット信号をアナログ回路による発振器にて構成していた。これに対して、ディジタルプリディストータではディジタル信号処理によりベースバンド帯でパイロット信号を生成する必要がある。パイロット信号と送信信号をどのようにディジタルプリディストータで信号変換を行い、ディジタルアナログ変換するか、その具体的構成法は示されていなかった。
このようにパイロット信号を用いたディジタルプリディストータにおける装置構成方法が不明瞭であった。ディジタルプリディストータにおいて、高い歪補償量を達成しつつ、経年変化及び温度変化などに対して常に高い歪補償量を達成する簡易な構成法が求められていた。
また、特許文献7に示されているイコライザでプリディストータの歪の周波数特性を変化させる方法は、プリディストータを制御する帰還系統の周波数特性を均一化するものであり、電力増幅器における周波数対利得特性および周波数対位相特性の周波数偏差を考慮したものではない。そこで、電力増幅器における利得特性および位相特性の周波数偏差を打ち消すように、プリディストータで発生させた歪の周波数対振幅特性と周波数対位相特性を調整することができるプリディストータが必要となる。
In the analog predistorter, the pilot signal is constituted by an oscillator using an analog circuit. In contrast, a digital predistorter needs to generate a pilot signal in the baseband by digital signal processing. The specific configuration method of how the pilot signal and the transmission signal are converted into a signal by a digital predistorter and converted into a digital signal is not shown.
Thus, the device configuration method in the digital predistorter using the pilot signal is unclear. In a digital predistorter, there has been a demand for a simple configuration method that always achieves a high distortion compensation amount with respect to aging and temperature change while achieving a high distortion compensation amount.
Also, the method of changing the frequency characteristic of distortion of the predistorter with the equalizer shown in Patent Document 7 equalizes the frequency characteristic of the feedback system that controls the predistorter. It does not take into account the frequency deviation of the gain characteristic and the frequency versus phase characteristic. Therefore, a predistorter capable of adjusting the frequency versus amplitude characteristic and the frequency versus phase characteristic of the distortion generated by the predistorter is required so as to cancel the frequency deviation of the gain characteristic and the phase characteristic in the power amplifier.

入力信号が等振幅の2搬送波のように、周波数軸上で離散的なスペクトルを持つ信号である場合は、特許文献5のように歪成分を高周波側と低周波側に分けて周波数特性を与えることは有効であった。しかし、変調波信号のように周波数軸上で連続的なスペクトルを持つ入力信号に対してこの方法では周波数軸上で連続的に変化するような周波数特性を与えることができない。特許文献7では、高次の補償歪に対してまで周波数特性を与えるためには、帯域通過フィルタとベクトル調整器を多数用意する必要があった。更に、電力増幅器で発生する歪成分の周波数特性を打ち消す補償歪の周波数特性を求める方法については不明であった。また、前記特許文献5及び7で示されているプリディストータはアナログ素子で構成されたプリディストータである。これは補償歪に周波数特性を与える際に、電力増幅器の周波数特性の他に歪発生器やベクトル調整器などの送信系統全体の周波数特性も考慮しなければならない。
英国特開GB2335812A号公報 特開平11-17462号公報 特開平7-7333号公報 特開平10-327209号公報 特開2002-64340号公報 特願2002-57533号公報 特開平10-327209号公報 H.Girard, and K.Feher, "A new baseband linearizer for more efficient utilization of earth station amplifiers used for QPSK transmission",IEEE J.Select. Areas Commun.SAC-1, No.1,1983 野島、岡本、大山、"Predistortion Nonlinear Compensator for Microwave SSB-AM System"、電子通信学会論文誌 '84/1 Vol. J67-B No. 1 pp78-85 L.Sundstrom, M.Faulkner, and M.Johansson,"Quantization analysis and design of a digital predistortion linearizer for RF power amplifiers", IEEE Trans.Vech., Tech.,Vol.45,No.4,pp707-719,1996.11 Y. Oishi, N. Tozawa, H. Suzuki "Highly Efficient Power Amplifier for IMT-2000 BTS Equipment" FUJITSU Sci.Tech. J., 38,2,p.201-208 (December 2002) T.Nojima, and T.Konno,"Cuber predistortion linearizer for relay equipment in 800MHz band land mobile telephone system",IEEE Trans.Vech.Tech., Vol.VT-34, No.4, pp.169-177, 1985.11 Tri T.Ha, Solid-State Microwave Amplifeir Design, Chapter 6,Krieger Publishing Company,1991 J.A.Higgings and R.L.Kuvans, "Analysis and improvement of intermodulation distortion in GaAs power FET's", IEEE Transaction on Microwave Theory and Techniques, Vol.MTT-28, No. 1, pp. 9-17, Jan. 1980
When the input signal is a signal having a discrete spectrum on the frequency axis, such as two carrier waves of equal amplitude, the distortion component is divided into a high frequency side and a low frequency side to give frequency characteristics as in Patent Document 5. It was effective. However, this method cannot provide a frequency characteristic that continuously changes on the frequency axis to an input signal having a continuous spectrum on the frequency axis, such as a modulated wave signal. In Patent Document 7, it is necessary to prepare a large number of band-pass filters and vector adjusters in order to provide frequency characteristics up to higher-order compensation distortion. Furthermore, it has not been known how to obtain the frequency characteristic of compensation distortion that cancels the frequency characteristic of the distortion component generated in the power amplifier. The predistorters shown in Patent Documents 5 and 7 are predistorters composed of analog elements. In this case, when the frequency characteristic is given to the compensation distortion, the frequency characteristic of the entire transmission system such as the distortion generator and the vector adjuster must be considered in addition to the frequency characteristic of the power amplifier.
JP GB2335812A Japanese Patent Laid-Open No. 11-17462 Japanese Patent Laid-Open No. 7-7333 Japanese Patent Laid-Open No. 10-327209 JP 2002-64340 A Japanese Patent Application No. 2002-57533 Japanese Patent Laid-Open No. 10-327209 H. Girard, and K. Feher, "A new baseband linearizer for more efficient utilization of earth station amplifiers used for QPSK transmission", IEEE J. Select. Areas Commun. SAC-1, No. 1, 1983 Nojima, Okamoto, Oyama, "Predistortion Nonlinear Compensator for Microwave SSB-AM System", IEICE Transactions '84 / 1 Vol. J67-B No. 1 pp78-85 L. Sundstrom, M. Faulkner, and M. Johansson, "Quantization analysis and design of a digital predistortion linearizer for RF power amplifiers", IEEE Trans.Vech., Tech., Vol. 45, No. 4, pp707-719, 1996.11 Y. Oishi, N. Tozawa, H. Suzuki "Highly Efficient Power Amplifier for IMT-2000 BTS Equipment" FUJITSU Sci.Tech. J., 38,2, p.201-208 (December 2002) T.Nojima, and T.Konno, "Cuber predistortion linearizer for relay equipment in 800MHz band land mobile telephone system", IEEE Trans.Vech.Tech., Vol.VT-34, No.4, pp.169-177, 1985.11 Tri T. Ha, Solid-State Microwave Amplifeir Design, Chapter 6, Krieger Publishing Company, 1991 JAHiggings and RLKuvans, "Analysis and improvement of intermodulation distortion in GaAs power FET's", IEEE Transaction on Microwave Theory and Techniques, Vol.MTT-28, No. 1, pp. 9-17, Jan. 1980

この発明の目的は、経年変化及び温度変化が少なく、かつ高い歪補正量を達成可能な線形電力増幅器、線形電力増幅方法及びそのディジタルプリディストータの設定方法を提供することである。   An object of the present invention is to provide a linear power amplifier, a linear power amplification method, and a digital predistorter setting method that can achieve a high distortion correction amount with little secular change and temperature change.

この発明による線形電力増幅器は、
ディジタル送信信号を入力し、べき級数モデルにより前置歪処理を行い前置歪付加信号を生成する第1ディジタルプリディストータと、
上記第1ディジタルプリディストータにより出力された上記前置歪付加信号をアナログ前置歪付加信号に変換する第1ディジタルアナログ変換器と、
上記アナログ前置歪付加信号を送信周波数帯にアップコンバートする第1周波数アップコンバート部と、
ディジタルパイロット信号を発生するパイロット信号発生器と、
上記ディジタルパイロット信号を入力し、べき級数モデルにより前置歪処理を行い前置歪付加パイロット信号を生成する第2ディジタルプリディストータと、
上記前置歪付加パイロット信号をアナログ前置歪付加パイロット信号に変換する第2ディジタルアナログ変換器と、
上記アナログ前置歪付加パイロット信号を所定の周波数でアップコンバートする第2周波数アップコンバート部と、
上記第2周波数アップコンバート部の出力と上記アナログ前置歪付加送信信号を合成し、上記第1周波数アップコンバート部に入力する合成器と、
上記合成器の出力信号を電力増幅する電力増幅器と、
上記電力増幅器の出力の一部をダウンコンバートし、ダウンコンバート信号を出力する周波数ダウンコンバート部と、
上記ダウンコンバート信号から上記べき級数モデルと同じ奇数次の歪成分を抽出し、その奇数次歪成分のレベルが小さくなるように上記第1、第2ディジタルプリディストータの係数を制御するディジタルプリディストータ制御部
とを含むように構成されている。
The linear power amplifier according to the present invention is:
A first digital predistorter that inputs a digital transmission signal and performs predistortion processing by a power series model to generate a predistortion added signal;
A first digital-to-analog converter that converts the predistorted signal output from the first digital predistorter into an analog predistorted signal;
A first frequency up-conversion unit that up-converts the analog predistorted signal to a transmission frequency band;
A pilot signal generator for generating a digital pilot signal;
A second digital predistorter that inputs the digital pilot signal and performs predistortion processing by a power series model to generate a predistorted pilot signal;
A second digital-to-analog converter for converting the predistorted pilot signal to an analog predistorted pilot signal;
A second frequency up-conversion unit for up-converting the analog predistorted pilot signal at a predetermined frequency;
A synthesizer that synthesizes the output of the second frequency up-conversion unit and the analog predistorted transmission signal and inputs the synthesized signal to the first frequency up-conversion unit;
A power amplifier for amplifying the output signal of the combiner;
A frequency down-conversion unit for down-converting a part of the output of the power amplifier and outputting a down-conversion signal;
A digital predistorter that extracts the same odd-order distortion component as the power series model from the down-converted signal and controls the coefficients of the first and second digital predistorters so that the level of the odd-order distortion component is reduced. And a tota control unit.

この発明によるディジタルプリディストータの設定方法は、
(a) ディジタルパイロット信号を発生するステップと、

(b) 上記ディジタルパイロット信号に予め決めた数の奇数次の歪成分を付加して前置歪付加パイロット信号を生成するステップと、
(c) 上記前置歪付加パイロット信号をアナログ前置歪付加信号に変換するステップと、
(d) 上記アナログ前置歪付加信号を予め決めたキャリア周波数で送信周波数帯にアップコンバートするステップと、
(e) 上記アップコンバートされた信号を電力増幅するステップと、
(f) 上記電力増幅された出力信号の一部をダウンコンバートとし、パイロット信号成分を出力するステップと、
(g) 上記パイロット信号成分からべき級数モデルによる奇数次歪成分のレベルが小さくなるように上記ディジタルプリディストータの係数を制御するステップ、
とを含む。
The digital predistorter setting method according to the present invention includes:
(a) generating a digital pilot signal;

(b) adding a predetermined number of odd-order distortion components to the digital pilot signal to generate a predistorted pilot signal;
(c) converting the predistorted pilot signal to an analog predistorted signal;
(d) Upconverting the analog predistorted signal to a transmission frequency band at a predetermined carrier frequency;
(e) power amplifying the upconverted signal;
(f) downconverting a part of the power amplified output signal and outputting a pilot signal component;
(g) controlling the coefficient of the digital predistorter so that the level of the odd-order distortion component by the power series model is reduced from the pilot signal component;
Including.

この発明による線形電力増幅方法は、
(a) ディジタルパイロット信号をディジタルプリディストータに入力し、その信号に対しべき級数モデルによる予め決めた数の奇数次の歪成分を付加した前置歪付加パイロット信号を生成するステップと、
(b) 上記前置歪付加パイロット信号をアナログ前置歪付加信号に変換するステップと、
(c) 上記アナログ前置歪付加パイロット信号を予め決めたキャリア周波数で送信周波数帯にアップコンバートするステップと、
(d) 上記アップコンバートされた信号を電力増幅するステップと、
(e) 上記電力増幅された出力信号の一部をダウンコンバートし、奇数次歪成分を抽出するステップと、
(f) 上記奇数次歪成分の送信信号に対するレベル比が予め決めた値以下となるように上記プリディストータの係数を制御するステップ、
とを含む。
The linear power amplification method according to the present invention includes:
(a) inputting a digital pilot signal to a digital predistorter, and generating a predistorted pilot signal in which a predetermined number of odd-order distortion components are added to the signal by a power series model;
(b) converting the predistorted pilot signal to an analog predistorted signal;
(c) Upconverting the analog predistorted pilot signal to a transmission frequency band at a predetermined carrier frequency;
(d) power amplifying the upconverted signal;
(e) downconverting a part of the power amplified output signal to extract odd-order distortion components;
(f) controlling the coefficient of the predistorter so that the level ratio of the odd-order distortion component to the transmission signal is not more than a predetermined value;
Including.

この発明によれば、電力増幅器37の出力からパイロット信号成分を抽出し、そのパイロット信号成分から抽出した奇数次歪成分のレベルが小さくなるようにディジタルプリディストータのべき級数モデルの奇数次歪を直接的に帰還制御するので、経年変化や温度変化の小さい線形電力増幅器を構成することができる。
また、奇数次歪発生器により発生された奇数次歪に対し、電力増幅器の周波数特性と逆特性の周波数特性で補償することにより、広い帯域に渡って電力増幅器の歪を除去可能となる。特に送信信号とパイロット信号に、それぞれ異なるディジタルプリディストータとディジタルアナログ変換器を用いることで、送信信号の広帯域化またはオーバーサンプリング数の増加などの信号変換をより柔軟に行うことができる。
According to the present invention, the pilot signal component is extracted from the output of the power amplifier 37, and the odd-order distortion of the power series model of the digital predistorter is reduced so that the level of the odd-order distortion component extracted from the pilot signal component is reduced. Since direct feedback control is performed, a linear power amplifier with little secular change and temperature change can be configured.
Further, by compensating the odd-order distortion generated by the odd-order distortion generator with the frequency characteristic opposite to the frequency characteristic of the power amplifier, the distortion of the power amplifier can be removed over a wide band. In particular, by using different digital predistorters and digital / analog converters for the transmission signal and the pilot signal, it is possible to more flexibly perform signal conversion such as widening the transmission signal or increasing the number of oversampling.

発明の原理的構成
この発明による線形電力増幅器の原理的構成を図4に示す。送信信号Sとパイロット信号PLは、送信信号発生器11とパイロット信号発生器12によりそれぞれ別々のディジタル信号処理にて生成され、加算器15で加算されてディジタルプリディストータ20に与えられる。送信信号Sはベースバンド信号であっても、中間周波信号であってもよいが、以下特にことわらない場合はベースバンド信号とする。べき級数モデルによるディジタルプリディストータ20はパイロット信号PLと送信信号Sを一体とした入力信号として前置歪のディジタル信号処理を行う。
ディジタルプリディストータ20の出力は、パイロット信号PLと送信信号Sを一体化した信号の帯域より少なくとも2倍以上の帯域の動作速度を持つディジタルアナログ変換器31によりアナログ信号に変換され、周波数アップコンバート部33で送信周波数帯の高周波送信信号に周波数変換され、電力増幅器37に与えられる。電力増幅器37の出力は分配部38により電力分配され一部を周波数ダウンコンバート部40に与えるとともに、残りを線形電力増幅器の出力として例えばアンテナに送出する。分配された電力の一部は周波数ダウンコンバート部40でダウンコンバートされ、ディジタルプリディストータ制御部50に与えられる。制御部50はダウンコンバートされた信号からパイロット信号の奇数次歪成分を抽出し、それを用いてディジタルプリディストータ20の係数を補正する。
このように、パイロット信号を用いたディジタルプリディストータ20は、メモリから読み出した補正データにより係数を補正するのではなく、検出された歪成分により歪成分が小さくなるように直接的に係数補正を行うので、経年変化や温度変化の影響を受けることはない。また、パイロット信号の帰還時間については、パイロット信号の帯域は送信信号よりも狭帯域であることから、従来のディジタルプリディストータでの遅延時間よりも本発明のディジタルプリディストータの遅延時間を長くできる。このため、図4のようにパイロット信号をダウンコンバートする帰還系統であっても帰還時間については問題にならない。
Principle Configuration of the Invention FIG. 4 shows the principle configuration of a linear power amplifier according to the present invention. The transmission signal S and the pilot signal PL are generated by the transmission signal generator 11 and the pilot signal generator 12 by separate digital signal processing, added by the adder 15, and given to the digital predistorter 20. The transmission signal S may be a baseband signal or an intermediate frequency signal, but is hereinafter referred to as a baseband signal unless otherwise specified. The digital predistorter 20 based on the power series model performs predistortion digital signal processing using the pilot signal PL and the transmission signal S as an integrated input signal.
The output of the digital predistorter 20 is converted to an analog signal by a digital / analog converter 31 having an operating speed at least twice as high as the band of the signal obtained by integrating the pilot signal PL and the transmission signal S, and frequency up-converted. The frequency is converted into a high-frequency transmission signal in the transmission frequency band by the unit 33 and supplied to the power amplifier 37. The output of the power amplifier 37 is distributed by the distribution unit 38, and a part of the output is supplied to the frequency down-conversion unit 40, and the rest is sent to the antenna, for example, as the output of the linear power amplifier. A part of the distributed power is down-converted by the frequency down-conversion unit 40 and supplied to the digital predistorter control unit 50. The control unit 50 extracts odd-order distortion components of the pilot signal from the downconverted signal, and corrects the coefficient of the digital predistorter 20 using the extracted component.
As described above, the digital predistorter 20 using the pilot signal does not correct the coefficient by the correction data read from the memory, but directly corrects the coefficient so that the distortion component is reduced by the detected distortion component. Because it does, it is not affected by aging and temperature changes. As for the pilot signal feedback time, since the pilot signal band is narrower than the transmission signal, the delay time of the digital predistorter of the present invention is longer than the delay time of the conventional digital predistorter. it can. Therefore, the feedback time does not matter even in the feedback system that downconverts the pilot signal as shown in FIG.

第1関連例
図5に本発明によるディジタルプリディストーション方法を用いた線形電力増幅器の第1関連例を示す。パイロット信号として等レベル2波のトーン信号PL1, PL2を用いている。この第1関連例は、ディジタル信号処理によるトーン信号発生器12A, 12Bとディジタル加算器14から構成されたパイロット信号発生器12と、ディジタルプリディストータ20と、ディジタルアナログ変換器31と、局部発振器33Aとミキサ33Bと帯域通過フィルタ33Cとから構成された周波数アップコンバート部33と、電力増幅器37と、分配部38を構成する方向性結合器38Aとパイロット信号抽出用の帯域通過フィルタ38Bと、ミキサ41と帯域通過フィルタ42と増幅器43とアナログ・ディジタル変換器44からなる周波数ダウンコンバート部40と、ディジタルプリディストータ制御部50とからなる。ディジタルプリディストータ20は7次までの構成例であるが、次数は構成により異なっても良い。実用的にはディジタルアナログ変換器31の出力側にはエリアジングカット用低域通過フィルタが挿入されるが、この発明の本質とは関係しないので図示してない。
First Related Example FIG. 5 shows a first related example of a linear power amplifier using the digital predistortion method according to the present invention. Tone signals PL 1 and PL 2 with two equal levels are used as pilot signals. This first related example is a pilot signal generator 12 composed of tone signal generators 12A, 12B by digital signal processing and a digital adder 14, a digital predistorter 20, a digital / analog converter 31, a local oscillator. 33A, a frequency up-conversion unit 33 including a mixer 33B and a band-pass filter 33C, a power amplifier 37, a directional coupler 38A constituting a distribution unit 38, a band-pass filter 38B for extracting a pilot signal, and a mixer 41, a band-pass filter 42, an amplifier 43, and a frequency down-converter 40 comprising an analog / digital converter 44, and a digital predistorter controller 50. The digital predistorter 20 is a configuration example up to the seventh order, but the order may be different depending on the configuration. Practically, a low-pass filter for aliasing cut is inserted on the output side of the digital-analog converter 31, but this is not shown because it is not related to the essence of the present invention.

べき級数モデルを用いたディジタルプリディストータ20は、送信信号の基本波成分を通過する遅延経路とべき級数による各奇数次の歪発生経路の出力信号の加算による構成である。即ち、基本波成分は歪発生経路の遅延時間と一致させる遅延用メモリ21を経由する。各奇数次の歪成分は、歪発生器22A,22B,22Cと、振幅調整用の利得調整器24A,24B,24C、位相調整用の位相調整器23A,23B,23Cにより得られる。各奇数次歪発生器22A,22B,22Cは、入力される送信信号Sとパイロット信号PL1, PL2の合成信号に対し各奇数次乗の演算処理を行う。例えば送信信号Sとパイロット信号PL1, PL2の和をXとすれば、3次歪発生器はX3の演算処理を実行する。位相及び振幅調整された奇数次の歪成分は加算器26、27で加算され、更に加算器25で遅延用メモリ21からの遅延された基本波成分と加算され、前置歪付加信号Yとしてディジタルプリディストータ20から出力されディジタル・アナログ変換器31に与えられる。 The digital predistorter 20 using the power series model is configured by adding a delay path that passes the fundamental wave component of the transmission signal and an output signal of each odd-order distortion generation path by the power series. That is, the fundamental wave component passes through the delay memory 21 that matches the delay time of the distortion generation path. Each odd-order distortion component is obtained by the distortion generators 22A, 22B, and 22C, the gain adjusters 24A, 24B, and 24C for amplitude adjustment, and the phase adjusters 23A, 23B, and 23C for phase adjustment. Each odd-order distortion generator 22A, 22B, 22C performs each odd-order power calculation process on the combined signal of the input transmission signal S and pilot signals PL 1 , PL 2 . For example, if the sum of the transmission signal S and the pilot signals PL 1 and PL 2 is X, the third-order distortion generator executes the calculation process of X 3 . The odd-order distortion components whose phase and amplitude have been adjusted are added by adders 26 and 27, and further added by the adder 25 with the delayed fundamental wave component from the delay memory 21, and digitally added as a predistortion added signal Y. It is output from the predistorter 20 and given to the digital / analog converter 31.

ディジタル・アナログ変換器31によりアナログ信号に変換された前置歪付加信号Yはミキサ33Bに与えられ、局部発振器33Aからの周波数fcの局部信号(キャリア信号)と混合される。その混合出力から帯域通過フィルタ33Cにより送信周波数帯の信号が選択され、電力増幅器37に与えられる。電力増幅器37出力の高周波信号は方向性結合器38Aを介して送信される。
方向性結合器38Aで高周波送信信号の送信出力の一部が取り出され、パイロット信号抽出用の帯域通過フィルタ38Bでパイロット信号成分(パイロット信号とその高次歪成分)が抽出される。抽出されたパイロット信号成分はミキサ41に与えられ、局部発振器33Aからのキャリア信号と混合され、混合出力から帯域通過フィルタ42によりダウンコンバートされたパイロット信号成分を検出する。得られたパイロット信号成分は増幅器43で増幅される。アナログ・ディジタル変換器44でディジタル信号に変換されてディジタルプリディストータ制御部50に与えられる。
Predistortion additional signal Y before being converted into an analog signal by a digital-to-analog converter 31 is fed to the mixer 33B, is mixed with the local signal of the frequency f c from the local oscillator 33A (carrier signal). A signal in the transmission frequency band is selected from the mixed output by the band-pass filter 33 </ b> C and supplied to the power amplifier 37. The high frequency signal output from the power amplifier 37 is transmitted via the directional coupler 38A.
A part of the transmission output of the high-frequency transmission signal is extracted by the directional coupler 38A, and a pilot signal component (pilot signal and its higher-order distortion component) is extracted by the band-pass filter 38B for pilot signal extraction. The extracted pilot signal component is supplied to the mixer 41, mixed with the carrier signal from the local oscillator 33A, and the pilot signal component down-converted by the band-pass filter 42 is detected from the mixed output. The obtained pilot signal component is amplified by the amplifier 43. The signal is converted into a digital signal by the analog / digital converter 44 and supplied to the digital predistorter control unit 50.

ディジタルプリディストータ制御部50は、歪成分検出部51と奇数次歪特性制御部52とから構成されている。歪成分検出部51は3次、5次、7次の各奇数次歪成分抽出器51A,51B,51Cから構成され、奇数次歪特性制御部52は3次、5次、7次の各奇数次歪制御器52A,52B,52Cにより構成されている。各奇数次歪成分抽出器51A,51B,51Cは例えば帯域通過フィルタにより構成することができ、それぞれ3次歪成分、5次歪成分、7次歪成分を抽出する。各奇数次歪制御器52A,52B,52Cはディジタルプリディストータ20のそれぞれに対応する歪成分発生器22A,22B,22Cの出力の位相及び振幅を調整する位相調整器23A,23B、23Cと可変利得調整器24A,24B,24Cを制御する。
パイロット信号PL1, PL2として等レベル2波トーン信号(CW信号)が用いられているため、電力増幅器37の出力にてトーン信号近傍に現れる奇数次の歪成分を各奇数次歪成分抽出器51A,51B,51Cにて抽出する。第1関連例のディジタルプリディスト一夕制御部50はディジタル信号処理にて構成しているが、同様の構成をアナログ回路で構成してもよい。
The digital predistorter control unit 50 includes a distortion component detection unit 51 and an odd-order distortion characteristic control unit 52. The distortion component detection unit 51 includes third-order, fifth-order, and seventh-order odd-order distortion component extractors 51A, 51B, and 51C. The odd-order distortion characteristic control unit 52 includes third-order, fifth-order, and seventh-order odd-numbers. The second distortion controllers 52A, 52B, and 52C are included. Each odd-order distortion component extractor 51A, 51B, 51C can be constituted by a band pass filter, for example, and extracts a third-order distortion component, a fifth-order distortion component, and a seventh-order distortion component, respectively. The odd-order distortion controllers 52A, 52B, and 52C are variable with phase adjusters 23A, 23B, and 23C that adjust the phase and amplitude of the distortion component generators 22A, 22B, and 22C corresponding to the digital predistorter 20, respectively. The gain adjusters 24A, 24B, and 24C are controlled.
Since equi-level two-wave tone signals (CW signals) are used as the pilot signals PL 1 and PL 2 , odd-order distortion components that appear in the vicinity of the tone signal at the output of the power amplifier 37 are extracted from the odd-order distortion components. Extracted by 51A, 51B, 51C. The digital predist overnight controller 50 of the first related example is configured by digital signal processing, but the same configuration may be configured by an analog circuit.

図6に第1関連例に関するパイロット信号PL1, PL2の注入と抽出方法についてスペクトルを用いて示す。ディジタルプリディストータ20の入力信号Xはベースバンド帯の送信信号Sと等レベル2波のトーン信号であるパイロット信号PL1, PL2を含んでいる。周波数f1, f2のパイロット信号PL1, PL2は、図6の行Aのように送信信号Sの隣接帯域に注入される。2波のパイロット信号PL1, PL2は送信信号Sの変調信号帯域幅と比較して十分に狭い周波数間隔Δf=f2-f1に設定されている。ディジタルプリディストータ20の出力信号
Yは、行Bに示すように送信信号Sとパイロット信号PL1, PL2に前置歪処理をした前置歪成分SD, PD3L, PD3Hが生じている。ここでは、3次の歪成分の例を示しているが、例えばパイロット信号PL1, PL2の5次の歪成分としてはPD3HよりΔf高い成分とPD3LよりΔf低い成分が生成されるが、図示してない。7次の歪成は5次の歪成分の更にΔf外側に生成されるがここでは示していない。
FIG. 6 shows a method for injecting and extracting pilot signals PL 1 and PL 2 related to the first related example using a spectrum. The input signal X of the digital predistorter 20 includes a baseband transmission signal S and pilot signals PL 1 and PL 2 which are tone signals of two equal levels. Pilot signals PL 1 and PL 2 of frequencies f 1 and f 2 are injected into the adjacent band of the transmission signal S as shown in row A of FIG. The two pilot signals PL 1 and PL 2 are set to a sufficiently narrow frequency interval Δf = f 2 −f 1 compared to the modulation signal bandwidth of the transmission signal S. As shown in row B, the output signal Y of the digital predistorter 20 includes predistortion components S D , P D3L , and P D3H generated by performing predistortion processing on the transmission signal S and the pilot signals PL 1 and PL 2. Yes. Here, an example of the third-order distortion component is shown. For example, as the fifth-order distortion component of the pilot signals PL 1 and PL 2, a component higher by Δf than P D3H and a component lower by Δf than P D3L are generated. Not shown. The seventh-order distortion is generated outside Δf of the fifth-order distortion component, but is not shown here.

電力増幅器37の入力信号は、図6の行Cに示すようにディジタルプリディストータ20の出力信号Yを周波数アップコンバート部33にてキャリア周波数fcだけアップコンバートした信号である。このとき、ディジタルプリディストータ20で生成した前置歪成分は送信系統全体としての歪補償を行うように設定される。従って、電力増幅器37の入力信号の前置歪成分とディジタルプリディストータ20の出力信号の前置歪成分に相違があってもよい。しかし送信系統の相互変調歪のほとんどは最終段の電力増幅器37で生じるため、その差はわずかである。行Dに示すように電力増幅器37の出力信号はディジタルプリディストータ20による前置歪処理によって歪が抑圧された、即ち補償された信号となる。 Input signal of the power amplifier 37 is a carrier frequency f c by signals up-converts the output signal Y of the digital predistorter 20 in the frequency up-converting unit 33 as shown on line C of Figure 6. At this time, the predistortion component generated by the digital predistorter 20 is set so as to perform distortion compensation for the entire transmission system. Therefore, there may be a difference between the predistortion component of the input signal of the power amplifier 37 and the predistortion component of the output signal of the digital predistorter 20. However, most of the intermodulation distortion of the transmission system is caused by the power amplifier 37 at the final stage, and the difference is slight. As shown in row D, the output signal of the power amplifier 37 is a signal in which distortion is suppressed, that is, compensated by predistortion processing by the digital predistorter 20.

歪成分を含むパイロット信号成分は、方向性結合器38Aと帯域通過フィルタ38Bにより抽出され、ミキサ41で局部発振器33Aからの局部発振信号と混合されダウンコンバートされる。図6の行Eに示す制御部50の入力信号はダウンコンバートされた信号をアナログ・ディジタル変換器44でディジタル化した信号である。電力増幅器37の出力にて例えば3次歪成分の歪補償が不十分な場合、トーン信号の3次歪成分PD3H, PD3Lが無視できない程度に残る。制御部50において3次歪成分抽出器51Aにより一方の3次歪成分、ここではPD3Hを抽出する。3次歪制御器52Aは抽出されたトーン信号を用いて電力増幅器37の出力において所定の隣接チャネル漏洩電力比(即ち、歪成分の送信信号に対するレベル比)以下を達成する歪補償量となるまで3次歪信号発生器22Aの出力の位相と振幅を位相調整器23Aと可変利得調整器24Aにより制御する。制御方法には、各種最適化手法のアルゴリズムを適用できる。 The pilot signal component including the distortion component is extracted by the directional coupler 38A and the band pass filter 38B, mixed with the local oscillation signal from the local oscillator 33A by the mixer 41, and down-converted. The input signal of the control unit 50 shown in row E of FIG. 6 is a signal obtained by digitizing the down-converted signal by the analog / digital converter 44. For example, when the distortion compensation of the third-order distortion component is insufficient at the output of the power amplifier 37, the third-order distortion components P D3H and P D3L of the tone signal remain to a degree that cannot be ignored. In the control unit 50, the third-order distortion component extractor 51A extracts one third-order distortion component, here PD3H . The third-order distortion controller 52A uses the extracted tone signal until the distortion compensation amount reaches a predetermined adjacent channel leakage power ratio (that is, a level ratio of distortion components to the transmission signal) or less at the output of the power amplifier 37. The phase and amplitude of the output of the third-order distortion signal generator 22A are controlled by the phase adjuster 23A and the variable gain adjuster 24A. Algorithms of various optimization methods can be applied to the control method.

図7はディジタルプリディストータ20に設定する係数、即ち位相調整器23A,23B,23Cの位相と可変利得調整器24A,24B,24Cの利得を制御するための処理を含む線形電力増幅処理手順を示す。
ステップS1:ディジタルパイロット信号PL1, PL2を生成し、ディジタル送信信号Sと加算して合成信号を得る。
ステップS2:ディジタル合成信号に対する奇数次歪成分を生成する。
ステップS3:奇数次歪成分の位相と振幅を設定する。
ステップS4:歪成分と遅延基本波成分を加算して前置歪付加信号を生成する。
ステップS5:前置歪付加信号をアナログ信号に変換する。
ステップS6:アナログ前置歪付加信号を高周波信号にアップコンバートする。
ステップS7:高周波前置歪付加信号を電力増幅器で電力増幅する。
ステップS8:増幅された高周波信号からパイロット信号成分を抽出し、ダウンコンバートする。
ステップS9:ダウンコンバートされたパイロット信号成分をディジタル信号に変換する。
ステップS10:ディジタルパイロット信号成分から歪成分を抽出する。
ステップS11:歪成分レベルの送信信号レベルに対する比が所定値以下か判定し、所定値以下であれば終了し、そうでなければステップS3に戻り、ステップS3〜S11の処理を繰り返す。
FIG. 7 shows a linear power amplification processing procedure including processing for controlling the coefficients set in the digital predistorter 20, that is, the phases of the phase adjusters 23A, 23B, and 23C and the gains of the variable gain adjusters 24A, 24B, and 24C. Show.
Step S1: Digital pilot signals PL 1 and PL 2 are generated and added to the digital transmission signal S to obtain a combined signal.
Step S2: Generate odd-order distortion components for the digital composite signal.
Step S3: Set the phase and amplitude of the odd-order distortion component.
Step S4: A distortion component and a delayed fundamental wave component are added to generate a predistortion added signal.
Step S5: The predistortion added signal is converted into an analog signal.
Step S6: Upconvert the analog predistortion signal to a high frequency signal.
Step S7: The high frequency predistorted signal is amplified by a power amplifier.
Step S8: A pilot signal component is extracted from the amplified high-frequency signal and down-converted.
Step S9: Convert the down-converted pilot signal component into a digital signal.
Step S10: A distortion component is extracted from the digital pilot signal component.
Step S11: It is determined whether the ratio of the distortion component level to the transmission signal level is equal to or less than a predetermined value. If the ratio is equal to or less than the predetermined value, the process ends. If not, the process returns to Step S3 and the processes of Steps S3 to S11 are repeated.

第2関連例
図8にこの発明の第2実施例を示す。この実施例は図5の第1関連例において、パイロット信号として2つのトーン信号を使用する代わりに1つの変調波信号を用いたものであり、第2実施例のパイロット信号発生器12以外の構成は第1関連例と同一である。動作についても第1関連例と同一である。
図9に第2実施例に関するパイロット信号PLの注入と抽出方法についてスペクトルを用いて示す。行AとBはディジタルプリディストータ20への入力信号Xと出力信号Yのスペクトル、行CとDは電力増幅器37の入力信号と出力信号のスペクトル、行Eは制御部50への入力信号のスペクトルをそれぞれ模式的に示す。第2実施例のパイロット信号PLが変調信号であることを除けば、第1関連例で説明した図6のスペクトルと同一である。パイロット信号PLは帯域幅を有する変調信号であり、ディジタルプリディストータ20により歪を受けてPDで示すように両側にスペクトルが広がっている。トーン信号のパイロット信号PL1, PL2と比べて第2実施例のパイロット信号PLは、受信機において誤り訂正処理などの復号回路によって検出感度を高められる。パイロット信号に拡散符号を適用すれば、受信機の最低受信感度以下のパイロット信号を抽出できる利点がある。
Second Related Example FIG. 8 shows a second embodiment of the present invention. This embodiment uses one modulation wave signal instead of using two tone signals as pilot signals in the first related example of FIG. 5, and the configuration other than the pilot signal generator 12 of the second embodiment. Is the same as the first related example. The operation is the same as in the first related example.
FIG. 9 shows a method for injecting and extracting the pilot signal PL according to the second embodiment using a spectrum. Rows A and B are the spectrum of the input signal X and output signal Y to the digital predistorter 20, rows C and D are the spectrum of the input signal and output signal of the power amplifier 37, and row E is the input signal to the control unit 50. Each spectrum is schematically shown. Except that the pilot signal PL of the second embodiment is a modulated signal, it is the same as the spectrum of FIG. 6 described in the first related example. The pilot signal PL is a modulation signal having a bandwidth, and spread spectrum on either side as indicated by P D undergoing distortion by the digital predistorter 20. Compared to the pilot signals PL 1 and PL 2 of the tone signal, the detection sensitivity of the pilot signal PL of the second embodiment can be increased by a decoding circuit such as error correction processing in the receiver. If a spreading code is applied to the pilot signal, there is an advantage that a pilot signal less than the minimum receiving sensitivity of the receiver can be extracted.

本願発明第1実施例
図10に第1実施例を示す。第1実施例は、パイロット信号と送信信号に対しそれぞれ別々にプリディストータ201, 202、及びディジタルアナログ変換器311, 312を用いる点で第1及び第2実施例と異なる。各ディジタルプリディストータ201, 202とそれらに対するディジタルプリディストータ制御部50の構成は、第1及び第2実施例と同様である。
この第1実施例では、第2ディジタルプリディストータ202の出力を送信信号Sと異
なる帯域に周波数変換するために、局部発振器34Aとミキサ34Bと帯域通過フィルタ34Cからなる周波数アップコンバート部34を新たに備えている。第1実施例は、送信信号の広帯域化を企図している。第1及び第2実施例は、前置歪処理とパイロット信号の生成及び注入処理とディジタル信号処理の演算量を少なく構成できる特徴があるが、送信信号の広帯域化によりディジタルアナログ変換器31の能力が不足する可能性がある。また、パイロット信号は送信信号Sと異なる帯域に注入されるため、送信信号の帯域幅以上の信号帯域幅をディジタルアナログ変換できる能力がディジタルアナログ変換器31に要求される。この点に関して、第1実施例は送信信号とパイロット信号をそれぞれ異なるディジタルプリディストータ201, 202とディジタルアナログ変換器311, 312を用いる。このように独立したディジタルアナログ変換系統により、送信信号の広帯域化またはオーバーサンプリング数の増加などの信号変換をより柔軟に行うことができる。第1及び第2ディジタルプリディストータ201, 202はディジタルプリディストータ制御部50にて同期して各奇数次の係数を補正する。
First Embodiment of the Invention The first embodiment is shown in FIG. The first embodiment is different from the first and second embodiments in that predistorters 20 1 and 20 2 and digital / analog converters 31 1 and 31 2 are used separately for the pilot signal and the transmission signal, respectively. The configuration of each of the digital predistorters 20 1 and 20 2 and the digital predistorter control unit 50 corresponding thereto is the same as in the first and second embodiments.
In the first embodiment, for frequency conversion of the output of the second digital predistorters 20 2 to a band different from the transmission signal S, a frequency up-conversion unit 34 consisting of a local oscillator 34A and the mixer 34B and the band pass filter 34C Newly prepared. The first embodiment is intended to widen the transmission signal. The first and second embodiments are characterized in that the amount of computation of predistortion processing, pilot signal generation / injection processing, and digital signal processing can be reduced, but the capability of the digital-analog converter 31 can be increased by widening the transmission signal. May be insufficient. Further, since the pilot signal is injected into a band different from that of the transmission signal S, the digital / analog converter 31 is required to have a capability of performing digital / analog conversion of a signal bandwidth equal to or larger than the bandwidth of the transmission signal. In this regard, the first embodiment uses digital predistorters 20 1 and 20 2 and digital / analog converters 31 1 and 31 2 , which are different from each other in transmission signals and pilot signals, respectively. As described above, the independent digital-to-analog conversion system can more flexibly perform signal conversion such as widening the transmission signal or increasing the number of oversampling. The first and second digital predistorters 20 1 and 20 2 correct each odd-order coefficient in synchronization with the digital predistorter control unit 50.

本願発明第2実施例
図11に第2実施例を示す。第2実施例は図10に示した第1実施例におるけパイロット信号発生器12を図8の実施例におけると同様の変調信号を発生するパイロット信号発生器12と同様に構成したものである。動作についても第1実施例と同一である。トーン信号のパイロット信号と比べて第2実施例のパイロット信号は、受信機において誤り訂正処理などの復号回路によって検出感度を高められる。パイロット信号に拡散符号を適用すれば、受信機の最低受信感度以下のパイロット信号を抽出できる。
図10及び11に示した第3及び第2実施例では第1及び第2ディジタルプリディストータ201, 202を1つにしてもよい。その場合には、送信信号とパイロット信号の帯域が異なることを利用して図12に示すようにディジタルプリディストータ20の出力にて送信信号とパイロット信号を分離する信号処理を行う帯域セパレータ30が設けられ、それによって分離された送信信号Sとパイロット信号PLをそれぞれの系統で図10及び11と同様に処理する。
Second Embodiment of the Invention The second embodiment is shown in FIG. In the second embodiment, the pilot signal generator 12 in the first embodiment shown in FIG. 10 is configured in the same manner as the pilot signal generator 12 that generates the same modulation signal as in the embodiment of FIG. . The operation is also the same as in the first embodiment. Compared with the pilot signal of the tone signal, the detection sensitivity of the pilot signal of the second embodiment can be increased by a decoding circuit such as error correction processing in the receiver. By applying a spreading code to the pilot signal, it is possible to extract a pilot signal less than the minimum receiving sensitivity of the receiver.
In the third and second embodiments shown in FIGS. 10 and 11, the first and second digital predistorters 20 1 and 20 2 may be combined into one. In that case, a band separator 30 that performs signal processing for separating the transmission signal and the pilot signal at the output of the digital predistorter 20 as shown in FIG. The transmission signal S and the pilot signal PL which are provided and separated thereby are processed in the respective systems in the same manner as in FIGS.

図10、11及び12の各実施例では送信信号とパイロット信号に別々に前置歪処理を行い、別々にディジタルアナログ変換処理を行い、前置歪付加パイロット信号をアップコンバートして前置歪付加送信信号と合成する場合を示したが、図13に図10の実施例と対応する変形実施例を示す。この実施例においては、周波数アップコンバート部33によりキャリア周波数fcでアップコンバートされた前置歪付加送信信号と周波数アップコンバート部34により周波数fcとは異なるキャリア周波数fc'でアップコンバートされた前置歪付加パイロット信号を加算器35で合成し、合成信号を増幅器37に入力する。また、パイロット信号用の周波数アップコンバート部34の局部発振器34Aからのキャリア周波数fc'のキャリア信号をパイロット信号成分検出部40のミキサ41に与えてパイロッ
ト信号成分を検出する。その他の構成と動作は図10の場合と同様である。
図11及び図12の各実施例についても図13と同様の変形を適用できることは明らかである。例えば図11の実施例に適用する場合は、図13における2波トーン信号を発生するパイロット信号発生器12の代わりに、送信信号より狭帯域の変調信号を発生するパイロット信号発生器で置き換えればよい。図12の実施例に適用する場合は、図14に示すように帯域セパレータ以降の構成を図13と同様に構成すればよく、説明を省略する。
In each of the embodiments of FIGS. 10, 11 and 12, the transmission signal and the pilot signal are separately subjected to predistortion processing, digital analog conversion processing is performed separately, and the predistortion-added pilot signal is upconverted to add predistortion. Although the case of combining with a transmission signal has been shown, FIG. 13 shows a modified embodiment corresponding to the embodiment of FIG. In this embodiment, upconverted at different carrier frequencies f c 'is the frequency f c by predistortion additional transmission signal and the frequency up-conversion unit 34 before being up-converted by a carrier frequency f c by a frequency up-converting unit 33 The predistorted pilot signal is synthesized by the adder 35 and the synthesized signal is input to the amplifier 37. Further, the carrier signal of the carrier frequency f c ′ from the local oscillator 34A of the pilot signal frequency up-converter 34 is supplied to the mixer 41 of the pilot signal component detector 40 to detect the pilot signal component. Other configurations and operations are the same as those in FIG.
It is obvious that the same modifications as in FIG. 13 can be applied to the embodiments of FIGS. For example, when applied to the embodiment of FIG. 11, instead of the pilot signal generator 12 that generates the two-wave tone signal in FIG. 13, a pilot signal generator that generates a modulation signal having a narrower band than the transmission signal may be used. . When applied to the embodiment of FIG. 12, the configuration after the band separator may be configured in the same manner as in FIG. 13 as shown in FIG.

図15は、これまでの変形例におけるディジタルプリディストータ制御部50のパイロット信号の検出感度をより高める構成例である。ただし、パイロット信号発生器12として図5に示した2波のトーン信号を合成してパイロット信号として出力するものを使用する。また、図15は3次歪成分のみに関する変形例である。
このディジタルプリディストータ制御部50は、3次歪成分抽出器50Aと3次歪制御器52Aとから構成されている。3次歪成分抽出器50Aは基本波生成経路を形成する遅延用メモリ1A11、位相調整器1A12、可変利得調整器1A13と、5次歪発生経路を形成する5次歪発生器1A21、位相調整器1A22、可変利得調整器1A23と、7次歪発生経路を形成する7次歪発生器1A31、位相調整器1A32、可変利得調整器1A33と、減算器1A14, 1A24, 1A34とから構成されている。
FIG. 15 is a configuration example in which the detection sensitivity of the pilot signal of the digital predistorter control unit 50 in the modification examples so far is further increased. However, a pilot signal generator 12 that synthesizes the two tone signals shown in FIG. 5 and outputs them as a pilot signal is used. FIG. 15 is a modified example relating to only the third-order distortion component.
The digital predistorter controller 50 includes a third-order distortion component extractor 50A and a third-order distortion controller 52A. The third-order distortion component extractor 50A includes a delay memory 1A11 that forms a fundamental wave generation path, a phase adjuster 1A12, a variable gain adjuster 1A13, a fifth-order distortion generator 1A21 that forms a fifth-order distortion generation path, and a phase adjuster. 1A22, a variable gain adjuster 1A23, a seventh order distortion generator 1A31 forming a seventh order distortion generation path, a phase adjuster 1A32, a variable gain adjuster 1A33, and subtractors 1A14, 1A24, 1A34.

パイロット信号発生器12から与えられたパイロット信号成分から、基本波経路と、5次歪発生経路と、7次歪発生経路にてそれぞれ遅延基本波成分、5次歪成分及び7次歪成分を生成する。周波数ダウンコンバート部40により検出されたパイロット信号成分から、減算器1A14, 1A24, 1A34によりそれぞれパイロット信号の遅延基本波成分と5次歪成分と7次歪成分を順次減算処理を行うことにより、3次歪成分が残り、この3次歪成分が3次歪制御器52Aに与えられる。3次歪制御器52Aは、与えられた3次歪成分に基づいて図5における3次歪制御器52Aと同様にディジタルプリディストータ20の位相調整器23A及び可変利得調整器24Aを制御する。
減算処理後に遅延基本波成分、5次歪成分、7次歪成分の各残留成分を少なくするために、図15の制御部50では位相調整器1A12, 1A22, 1A32と可変利得調整器1A13, 1A23, 1A33により各成分の位相と振幅の調整を行う。これらの調整は、図15のディジタルプリディストータ制御部50の構成をディジタル信号処理にて実現することで経年変化または温度変化などによる電気的特性の変化がないことから、装置の初期設定時に行うだけでよい。図8のディジタルプリディストータ制御部50と同様の構成により、5次または7などの各奇数次成分を抽出することが可能である。パイロット信号が変調信号の場合でも同様である。
Delayed fundamental wave components, fifth-order distortion components, and seventh-order distortion components are generated from the pilot signal components supplied from the pilot signal generator 12 in the fundamental wave path, the fifth-order distortion generation path, and the seventh-order distortion generation path, respectively. To do. The subtractor 1A14, 1A24, 1A34 sequentially subtracts the delayed fundamental wave component, the fifth-order distortion component, and the seventh-order distortion component of the pilot signal from the pilot signal component detected by the frequency down-conversion unit 40. The second order distortion component remains, and this third order distortion component is given to the third order distortion controller 52A. The third-order distortion controller 52A controls the phase adjuster 23A and the variable gain adjuster 24A of the digital predistorter 20 in the same manner as the third-order distortion controller 52A in FIG. 5 based on the given third-order distortion component.
In order to reduce the residual components of the delayed fundamental wave component, the fifth-order distortion component, and the seventh-order distortion component after the subtraction process, the control unit 50 in FIG. 15 uses the phase adjusters 1A12, 1A22, 1A32 and the variable gain adjusters 1A13, 1A23. , 1A33 adjusts the phase and amplitude of each component. These adjustments are performed at the time of initial setting of the apparatus because the configuration of the digital predistorter control unit 50 in FIG. 15 is realized by digital signal processing so that there is no change in electrical characteristics due to aging or temperature change. Just do it. Each odd-order component such as the fifth order or the seventh order can be extracted by the same configuration as the digital predistorter control unit 50 of FIG. The same applies when the pilot signal is a modulated signal.

第3関連例
電力増幅器に使用される一般的なFET(電界効果トランジスタ)の真性領域の等価回路
は例えば図16Aに示すように表すことができる。ゲート・ソース間容量はCgs、ゲート
抵抗はRg、相互コンダンタクスはGm、ドレインコンダクタンスはGdと表している。FETにおける相互変調歪は図16Aの真性領域の等価回路から、Cgs、Gm、Gdのべき級数形式で
モデル化されている(例えば非特許文献7参照)。以下に瞬時ゲート電圧Vg、瞬時ドレイン電圧Vdとすれば、
Gm(V)=Gm1+Gm2Vg+Gm3Vg 2+Gm4Vg 3+Gm5Vg 4+… (1)
Gd(V)=Gd1+Gd2Vd+Gd3Vd 2+Gd4Vd 3+Gd5Vd 4+… (2)
Cgs(V)=Cg1+Cg2Vg+Cg3Vg 2+Cg4Vg 3+Cg5Vg 4+… (3)
となる。このように、FETの相互変調歪はゲートとドレインにてそれぞれ発生することが
わかる。
増幅器は図16AのFETの等価回路を用いて図16Bに示すような回路網として表すこ
とができる。ゲート側整合回路37Aと、FETと、ドレイン側整合回路37Bの構成とな
る。ここで、整合回路37A、37Bはそれぞれ別々の周波数特性を有している。このことから、増幅器の相互変調歪はゲート側整合回路37Aとドレイン側整合回路37Bの周波数特性の両方の影響を受ける。ただし、ここでの周波数特性とは、FETの動作周波数を
議論するほどの広帯域ではなく、増幅器の増幅する帯域幅に限定される。
Third Related Example An equivalent circuit in the intrinsic region of a general FET (field effect transistor) used in a power amplifier can be expressed as shown in FIG. 16A, for example. The gate-source capacitance is represented as C gs , the gate resistance is represented as R g , the mutual conductance is represented as G m , and the drain conductance is represented as G d . The intermodulation distortion in the FET is modeled in the power series form of C gs , G m , and G d from the equivalent circuit in the intrinsic region of FIG. 16A (see, for example, Non-Patent Document 7). If instantaneous gate voltage V g and instantaneous drain voltage V d are
G m (V g ) = G m1 + G m2 V g + G m3 V g 2 + G m4 V g 3 + G m5 V g 4 + ... (1)
G d (V d ) = G d1 + G d2 V d + G d3 V d 2 + G d4 V d 3 + G d5 V d 4 + ... (2)
C gs (V g ) = C g1 + C g2 V g + C g3 V g 2 + C g4 V g 3 + C g5 V g 4 + ... (3)
It becomes. Thus, it can be seen that the intermodulation distortion of the FET occurs at the gate and the drain, respectively.
The amplifier can be represented as a network as shown in FIG. 16B using the equivalent circuit of the FET of FIG. 16A. The gate side matching circuit 37A, the FET, and the drain side matching circuit 37B are configured. Here, the matching circuits 37A and 37B have different frequency characteristics. Thus, the intermodulation distortion of the amplifier is affected by both the frequency characteristics of the gate side matching circuit 37A and the drain side matching circuit 37B. However, the frequency characteristics here are not wide enough to discuss the operating frequency of the FET, but limited to the bandwidth amplified by the amplifier.

これまでにディジタル信号処理によるべき級数型プリディストータでは、FETの相互変
調歪の周波数特性までは考慮されていなかった(例えば先にあげた特許文献1参照)。
この第5実施では、より広帯域かつ高い歪抑圧量を達成するために、ゲート側整合回路37Aの周波数特性とドレイン側整合回路の周波数特性を別々に考慮し、相互変調歪に対する補償を行う。図16Bにおいて着目することは、増幅器の入力側に与えられた信号は、ゲート側整合回路37Aの周波数特性の影響を受けてからFETの等価回路に与えられ
、ここで相互変調歪が生成されることである。即ち、相互変調歪生成の原因となる入力信号がゲート側整合回路37Aの周波数特性の影響を受けていることである。同様に、図16Bのドレイン側整合回路37Bの周波数特性はFETで生成された歪に対して影響を与え
ることになる。
従って、このようにしてFETで生成された歪の周波数特性を補償するために、べき級数
型プリディストータにおいて各奇数次歪発生器の入力側に周波数特性補償器を設けることにより、増幅器のゲート側周波数特性に適合した周波数特性の補償が可能となる。即ち、各奇数次歪発生器の入力側に周波数特性補償器を設けることにより、ゲート側整合回路の周波数特性を電力増幅器出力にて補償する周波数特性を実現する。
同様に、ディジタルプリディストータにおける各奇数次歪発生器の出力側に周波数特性補償器を設けることにより増幅器のドレイン側周波数特性に適合した周波数特性の補償が可能となる。即ち、各奇数次歪発生器の出力側に周波数特性補償器を設けることにより、ドレイン側整合回路の周波数特性を電力増幅器出力にて補償する周波数特性を実現する。
So far, power series predistorters using digital signal processing have not taken into consideration the frequency characteristics of FET intermodulation distortion (see, for example, Patent Document 1 mentioned above).
In the fifth embodiment, in order to achieve a wider band and high strain amount of suppression, the frequency characteristics of the drain-side matching circuit of the gate-side matching circuit 37A and considered separately, to compensate for the intermodulation distortion. In FIG. 16B, attention is paid to the fact that the signal given to the input side of the amplifier is given to the equivalent circuit of the FET after being influenced by the frequency characteristic of the gate side matching circuit 37A, where intermodulation distortion is generated. That is. That is, the input signal that causes the generation of intermodulation distortion is affected by the frequency characteristics of the gate-side matching circuit 37A. Similarly, the frequency characteristics of the drain side matching circuit 37B in FIG. 16B will affect the distortion generated by the FET.
Therefore, in order to compensate the frequency characteristics of the distortion generated by the FET in this way, by providing a frequency characteristic compensator on the input side of each odd-order distortion generator in the power series predistorter, the gate of the amplifier is provided. It is possible to compensate for the frequency characteristic suitable for the side frequency characteristic. That is, by providing a frequency characteristic compensator on the input side of each odd-order distortion generator, a frequency characteristic that compensates the frequency characteristic of the gate side matching circuit with the power amplifier output is realized.
Similarly, by providing a frequency characteristic compensator on the output side of each odd-order distortion generator in the digital predistorter, it is possible to compensate for the frequency characteristic suitable for the drain side frequency characteristic of the amplifier. That is, by providing a frequency characteristic compensator on the output side of each odd-order distortion generator, a frequency characteristic that compensates the frequency characteristic of the drain side matching circuit with the power amplifier output is realized.

例えば、ゲート側整合回路による相互変調歪の周波数特性T(f)を式(3)を用いて以下の
ように示す。
T(f)Cg(V)=T1(f)Cg1+T2(f)Cg2Vg+T3(f)Cg3Vg 2+T4(f)Cg4Vg 3+T5(f)Cg5Vg 4… (4)
ディジタル信号処理型プリディストータでは、各奇数次歪発生器ごとに周波数特性を補償する必要があることが式(4) よりわかる。ドレイン側についても同様である。また、FET
の相互変調歪はゲート及びドレイン側にて同時に発生しており、式(1)〜(3)のそれぞれの相互変調歪の大小によって実現しうるべき級数型プリディストータの構成が異なる。図3で説明した増幅器による相互変調歪の周波数特性は、ゲート側周波数特性とドレイン側周波数特性の合成された特性と考えることができる。この合成された周波数特性と逆特性となる周波数特性を各奇数次歪発生器の出力に与えるように周波数特性補償器を設ける。その設置個所はFETに対しその相互変調歪の支配的な方の端子側又は両端子側である。また、この相互変調歪の合成された周波数特性を補償するための周波数特性補償器は、奇数次歪発生器の出力側のみに設けた場合、又は出力側のみに設けた場合、必ずしも満足できる補償が達成できるとは限らず、出力側及び入力側の両方に設けることにより改善できる場合もある。
For example, the frequency characteristic T (f) of the intermodulation distortion caused by the gate side matching circuit is expressed as follows using equation (3).
T (f) C g (V g ) = T 1 (f) C g1 + T 2 (f) C g2 V g + T 3 (f) C g3 V g 2 + T 4 (f) C g4 V g 3 + T 5 (f) C g5 V g 4 … (4)
It can be seen from Equation (4) that the digital signal processing type predistorter needs to compensate the frequency characteristic for each odd-order distortion generator. The same applies to the drain side. FET
The intermodulation distortion is simultaneously generated on the gate and drain sides, and the configuration of the series type predistorter that can be realized differs depending on the magnitude of each of the intermodulation distortions of the equations (1) to (3). The frequency characteristic of the intermodulation distortion by the amplifier described in FIG. 3 can be considered as a combined characteristic of the gate side frequency characteristic and the drain side frequency characteristic. A frequency characteristic compensator is provided so as to give a frequency characteristic that is opposite to the synthesized frequency characteristic to the output of each odd-order distortion generator. The installation location is on the terminal side or both terminal sides of the FET which has the dominant intermodulation distortion. In addition, when the frequency characteristic compensator for compensating the synthesized frequency characteristic of the intermodulation distortion is provided only on the output side of the odd-order distortion generator, or provided only on the output side, the compensation is always satisfactory. Is not always achieved, and may be improved by providing both on the output side and the input side.

第5実施例では、ゲート側整合回路37Aの周波数特性のみを補償する周波数特性補償器及び/又はゲート側整合回路37Aとドレイン側整合回路37Bの周波数特性を補償する周波数特性補償器を設けることにより、ディジタル信号処理型プリディストータの歪抑圧量の周波数依存性を改善する。
図17はこの発明による第5実施例の原理的構成を示す。この構成は、送信信号発生器11からの送信信号Sに前置歪処理を与えるディジタルプリディストータ20と、その出力をアナログ送信信号に変換するディジタル・アナログ変換器31と、そのアナログ送信信号を高周波送信信号にアップコンバートする周波数アップコンバート部33と、アップコンバートされた送信信号を増幅する電力増幅器37と、その増幅出力を2つに分配する分配部38と、分配された一方をダウンコンバートする周波数ダウンコンバート部40と、ダウンコンバートされた信号から奇数次歪成分を検出する歪成分検出部51と、検出された奇数次歪成分に基づいて位相調整器23と可変利得調整器24を制御する制御器5を有する。歪成分検出部51と制御器5はディジタルプリディストータ制御部50を構成している。
In the fifth embodiment, by providing a frequency characteristic compensator that compensates only the frequency characteristic of the gate side matching circuit 37A and / or a frequency characteristic compensator that compensates the frequency characteristic of the gate side matching circuit 37A and the drain side matching circuit 37B. The frequency dependency of the distortion suppression amount of the digital signal processing type predistorter is improved.
FIG. 17 shows the basic configuration of a fifth embodiment according to the present invention. This configuration includes a digital predistorter 20 that applies predistortion processing to the transmission signal S from the transmission signal generator 11, a digital / analog converter 31 that converts the output into an analog transmission signal, and the analog transmission signal. A frequency up-conversion unit 33 that up-converts the high-frequency transmission signal, a power amplifier 37 that amplifies the up-converted transmission signal, a distribution unit 38 that distributes the amplified output into two, and down-converts one of the distributed signals. The frequency down-conversion unit 40, the distortion component detection unit 51 that detects odd-order distortion components from the down-converted signal, and the phase adjuster 23 and the variable gain adjuster 24 are controlled based on the detected odd-order distortion components. It has a controller 5. The distortion component detector 51 and the controller 5 constitute a digital predistorter controller 50.

更に、ディジタルプリディストータ20内には電力増幅器37の図3に示した周波数特性に対し、その逆特性を歪発生器22で発生された歪に与える周波数特性補償器28が歪発生器22の出力側に挿入されており、制御器5により歪に対する周波数特性が制御される。
送信信号発生器11からの入力信号Sはプリディストータ20の線形伝達経路2Lと歪発生経路2Dに分配される。歪発生経路2Dに分配された入力信号を用いてべき級数モデル歪発生器22では奇数次の歪信号Dを発生する。周波数特性補償器28はこの歪信号Dの周波数対振幅特性と周波数対位相特性を、増幅器37の周波数特性の逆特性となるように調整する。周波数特性補償器28の出力は位相調整器23と可変利得調整器24により位相と利得が調整されて調整歪信号D'とされ、合成器25に与えられる。線形伝達経路2Lに分配された信号は、遅延用メモリ21によって歪発生経路2Dに対する信号の遅延量が補正される。合成器25は線形伝達経路2Lと歪発生経路2Dを経た信号SとD'を合成する。
Further, in the digital predistorter 20, a frequency characteristic compensator 28 is provided in the distortion generator 22, which gives the inverse characteristic of the frequency characteristic shown in FIG. 3 of the power amplifier 37 to the distortion generated by the distortion generator 22. The frequency characteristic with respect to distortion is controlled by the controller 5.
The input signal S from the transmission signal generator 11 is distributed to the linear transmission path 2L and the distortion generation path 2D of the predistorter 20. The power series model distortion generator 22 generates an odd-order distortion signal D using the input signal distributed to the distortion generation path 2D. The frequency characteristic compensator 28 adjusts the frequency-to-amplitude characteristic and the frequency-to-phase characteristic of the distortion signal D so as to be opposite to the frequency characteristic of the amplifier 37. The output of the frequency characteristic compensator 28 is adjusted in phase and gain by the phase adjuster 23 and the variable gain adjuster 24 to obtain an adjusted distortion signal D ′, which is supplied to the combiner 25. For the signal distributed to the linear transmission path 2L, the delay amount of the signal with respect to the distortion generation path 2D is corrected by the delay memory 21. The synthesizer 25 synthesizes the signals S and D ′ that have passed through the linear transmission path 2L and the distortion generation path 2D.

この構成においても、温度変化や経年変化による電力増幅器37の特性変化に対して高精度な歪補償量を保つために、電力増幅器37の出力が分配器38を介して歪成分検出部51により常にモニタされ、歪成分検出部51が歪補償効果の劣化を感知すると、制御器5によって位相調整器23、可変利得調整器24及び周波数特性補償器28のパラメータをそれぞれ変化させる。これにより、高い歪補償効果を常に維持することができる。なお、図16A及び16Bの説明から理解されるように、周波数特性補償器28は図17中に破線で示すように歪発生器22の入力側に設けても良く、あるいは入力側と出力側の両方に設けてもよい。   Also in this configuration, the output of the power amplifier 37 is always output by the distortion component detection unit 51 via the distributor 38 in order to maintain a highly accurate distortion compensation amount with respect to a change in characteristics of the power amplifier 37 due to a temperature change or a secular change. When the distortion component detection unit 51 is monitored and senses the deterioration of the distortion compensation effect, the controller 5 changes the parameters of the phase adjuster 23, the variable gain adjuster 24, and the frequency characteristic compensator 28, respectively. Thereby, a high distortion compensation effect can always be maintained. 16A and 16B, the frequency characteristic compensator 28 may be provided on the input side of the distortion generator 22 as indicated by a broken line in FIG. You may provide in both.

図18を参照して図17における周波数特性補償器28により高精度歪補償を行うことができる原理を説明する。図18の行Aに示す周波数特性を有する電力増幅器37により行Bに示す入力信号Sに対し、行Cに示すような歪DSが発生したとする。このような歪DSを打ち消すために、周波数特性補償器28の周波数特性を行Eのように、行Aに示すような電力増幅器37の周波数特性と逆特性となるようにし、行Dに示す歪発生器22の歪Dの周波数対振幅特性と周波数対位相特性を調整して行Fに示す歪D'を得る。可変利得調整器24で利得を調整して電力増幅器37で発生する歪DSを打ち消すことができるレベルにして、位相調整器23で逆位相となるように調整する。D'は調整後の特性を示す。その結果、合成器25の出力S+D'は行Gに示すように周波数特性を補償した歪D'と信号Sの合成したものとなる。この信号S+D'はディジタル・アナログ変換器31を通して電力増幅器37に与えられることにより、電力増幅器37の周波数特性を打ち消すことができ、従って、電力増幅器37の出力SAにおいて行Hに示すように歪が相殺されている。 Referring to FIG. 18, the principle that high-precision distortion compensation can be performed by the frequency characteristic compensator 28 in FIG. 17 will be described. The power amplifier 37 having a frequency characteristic shown in row A of FIG. 18 with respect to the input signal S shown in row B, and the distortion D S as shown on line C is generated. To counteract such distortion D S, the frequency characteristic of the frequency characteristic compensator 28 as line E, as the frequency characteristic and the reverse characteristic of the power amplifier 37 as shown in row A, shown on line D The distortion D ′ shown in the row F is obtained by adjusting the frequency versus amplitude characteristic and the frequency versus phase characteristic of the distortion D of the distortion generator 22. In the variable gain regulator 24 to adjust the gain in the level that can cancel the distortion D S generated by the power amplifier 37, adjusted to be opposite phase phase adjuster 23. D ′ indicates the characteristic after adjustment. As a result, the output S + D ′ of the synthesizer 25 is a combination of the distortion D ′ and the signal S, whose frequency characteristics are compensated, as shown in row G. This signal S + D ′ is applied to the power amplifier 37 through the digital-to-analog converter 31 so that the frequency characteristic of the power amplifier 37 can be canceled out. Therefore, as shown in the row H at the output S A of the power amplifier 37. The distortion has been offset.

図19は図17に示した第5実施例の原理的構成に基づく具体的実施例を示す。この実施例は、ディジタルプリディストータ20、ディジタルアナログ変換器31、局部発振器33Aとミキサ33Bと帯域通過フィルタ33Cからなる周波数アップコンバート部33と、電力増幅器37と、信号抽出部38を構成する方向性結合器38Aと、信号抽出用帯域通過フィルタ38Bと、周波数ダウンコンバート部40を構成するミキサ41と帯域通過フィルタ42と、ディジタルプリディストータ用制御器50からなる。周波数ダウンコンバート部40はダウンコンバートした抽出信号をディジタル信号に変換するアナログ・ディジタル変換器を含んでいる。ディジタルプリディストータ20は7次までの構成であるが、次数は構成より異なっても良い。   FIG. 19 shows a specific embodiment based on the basic configuration of the fifth embodiment shown in FIG. In this embodiment, the digital predistorter 20, the digital / analog converter 31, the frequency up-converting unit 33 including the local oscillator 33 A, the mixer 33 B, and the band-pass filter 33 C, the power amplifier 37, and the signal extracting unit 38 are configured. And a mixer 41 and a band-pass filter 42 constituting a frequency down-conversion unit 40, and a digital predistorter controller 50. The frequency down-conversion unit 40 includes an analog / digital converter that converts the down-converted extracted signal into a digital signal. The digital predistorter 20 has a configuration up to the seventh order, but the order may be different from the configuration.

べき級数モデルを用いたプリディストータ20は、送信信号の基本波成分が通過する線形伝達経路とべき級数による各奇数次の歪発生経路の加算による構成である。各奇数次歪発生器22A,22B,22Cは、入力される送信信号を各奇数次乗の演算処理を行う。例えば送信信号をxとすれば、3次歪発生器はx3の演算処理を実行する。各周波数特性補償器28A,28B,28CとしてはFIR(finite impulse response)フィルタを使用し、フィルタ係数を係数制御器53A,53B,53Cにより設定制御する。フィルタの周波数特性は、フィルタに与える係数により決定される。歪発生器22A,22B,22Cの出力歪信号をフィルタ28A,28B,28Cに入力することで、歪信号の周波数対振幅特性と周波数対位相特性を変化させることができる。 The predistorter 20 using a power series model has a configuration in which a linear transmission path through which a fundamental component of a transmission signal passes and an odd-order distortion generation path by a power series are added. Each odd-order distortion generator 22A, 22B, 22C performs an odd-order power calculation process on the input transmission signal. For example, if the transmission signal is x, the third-order distortion generator executes x 3 arithmetic processing. As each frequency characteristic compensator 28A, 28B, 28C, an FIR (finite impulse response) filter is used, and filter coefficients are set and controlled by coefficient controllers 53A, 53B, 53C. The frequency characteristic of the filter is determined by a coefficient given to the filter. By inputting the output distortion signals of the distortion generators 22A, 22B, and 22C to the filters 28A, 28B, and 28C, the frequency-to-amplitude characteristics and the frequency-to-phase characteristics of the distortion signals can be changed.

電力増幅器37の出力信号は、方向性結合器38Aと帯域通過フィルタ38Bにより抽出され、周波数ダウンコンバート部40にてダウンコンバータされる。ディジタルプリディストータ制御部50の入力信号はダウンコンバータされた信号をアナログ・ディジタル変換器44でディジタル化した信号である。ディジタルプリディストータ制御部50は、各奇数次の歪成分抽出器51A,51B,51Cとしての歪成分抽出用帯域通過フィルタと、各奇数次歪成分に対応する歪制御器52A,52B,52Cと、各次数のFIRフィルタ28A,28B,28Cの係数を制御する係数制御器53A,53B,53Cより構成される。各奇数次歪制御器52A,52B,52Cはディジタルプリディストータ20のそれぞれに対応する歪発生器22A,22B,22C出力の可変利得調整器24A,24B,24C及び位相調整器23A,23B,23Cを制御する。なお、各次数歪制御器52A,52B,52C,係数制御器53A,53B,53Cは図17における歪特性制御器5を構成している。   The output signal of the power amplifier 37 is extracted by the directional coupler 38A and the band pass filter 38B, and is down-converted by the frequency down-conversion unit 40. The input signal of the digital predistorter control unit 50 is a signal obtained by digitizing the downconverted signal by the analog / digital converter 44. The digital predistorter control unit 50 includes distortion component extraction band-pass filters as the odd-order distortion component extractors 51A, 51B, and 51C, and distortion controllers 52A, 52B, and 52C corresponding to the odd-order distortion components. The coefficient controllers 53A, 53B and 53C for controlling the coefficients of the FIR filters 28A, 28B and 28C of the respective orders. The odd-order distortion controllers 52A, 52B, and 52C are variable gain adjusters 24A, 24B, and 24C and phase adjusters 23A, 23B, and 23C that output distortion generators 22A, 22B, and 22C corresponding to the digital predistorter 20, respectively. To control. Each order distortion controller 52A, 52B, 52C and coefficient controller 53A, 53B, 53C constitute the distortion characteristic controller 5 in FIG.

各奇数次用のFIR係数制御器53A,53B,53Cはそれぞれに対応するFIRフィルタの係数を制御する。各奇数次の歪成分抽出器51A,51B,51Cで、奇数次歪成分である信号を帯域通過フィルタなどで抽出する。抽出された信号を用いて電力増幅器37の出力にて所定の隣接チャネル漏洩電力比以下を達成する歪補償量まで、奇数次歪発生器22A,22B,22Cの出力に基づいて可変利得調整器24A,24B,24Cと位相調整器23A,23B,23Cを奇数次歪制御器52A,52B,52Cで制御する。同時に、電力増幅器37の周波数特性を抽出して、各奇数次のFIRフィルタ28A,28B,28Cの係数を制御する。パラメータの制御方法には、各種最適化手法のアルゴリズムを適用できる。図19の実施例においても、周波数特性補償器としてのFIRフィルタ28A,28B,28Cは破線で示すように3次、5次、7次歪発生器22A,22B,22Cの入力側に設けてもよいし、あるいは入力側と出力側の両方に設けてもよい。   Each odd-order FIR coefficient controller 53A, 53B, 53C controls the coefficient of the corresponding FIR filter. Each odd-order distortion component extractor 51A, 51B, 51C extracts a signal that is an odd-order distortion component by a band pass filter or the like. A variable gain adjuster 24A based on the outputs of the odd-order distortion generators 22A, 22B, and 22C up to a distortion compensation amount that achieves a predetermined adjacent channel leakage power ratio or less at the output of the power amplifier 37 using the extracted signal. , 24B, 24C and phase adjusters 23A, 23B, 23C are controlled by odd-order distortion controllers 52A, 52B, 52C. At the same time, the frequency characteristics of the power amplifier 37 are extracted, and the coefficients of the odd-order FIR filters 28A, 28B, and 28C are controlled. Algorithms of various optimization methods can be applied to the parameter control method. Also in the embodiment of FIG. 19, the FIR filters 28A, 28B, and 28C as frequency characteristic compensators may be provided on the input side of the third-order, fifth-order, and seventh-order distortion generators 22A, 22B, and 22C as indicated by broken lines. Alternatively, it may be provided on both the input side and the output side.

第4関連例
ディジタルプリディストータ20の各周波数特性補償器28A,28B,28CにFFTを用いた線形電力増幅器の実施例を図20に示す。この実施例は図19の実施例において、各周波数特性補償器28A,28B,28C(代表して28Aの場合で説明する)としてFIRフィルタの代わりにFFT部(ファーストフーリエ変換部)28A1と、係数乗算器28A2と、IFFT部(逆ファーストフーリエ変換部)28A3の組を使用するように構成したものであり、周波数特性補償器28B,28Cについても同様である。それ以外の部分は、図19の実施例と同じである。従って、周波数特性制御部53は図19における周波数特性制御部53と同様に3次歪、5次歪、7次歪に対応した係数制御器53A,53B,53Cを有しているが図示してない。後述の図21、30、31の各実施例においても同様である。
FIG. 20 shows an embodiment of a linear power amplifier using FFT for each frequency characteristic compensator 28A, 28B, 28C of the fourth related example digital predistorter 20. This embodiment is different from the embodiment shown in FIG. 19 in that each frequency characteristic compensator 28A, 28B, 28C (represented in the case of 28A as a representative) is replaced with an FFT unit (first Fourier transform unit) 28A1 instead of an FIR filter, This is configured to use a set of a multiplier 28A2 and an IFFT unit (inverse fast Fourier transform unit) 28A3, and the same applies to the frequency characteristic compensators 28B and 28C. The other parts are the same as in the embodiment of FIG. Accordingly, the frequency characteristic control unit 53 includes coefficient controllers 53A, 53B, and 53C corresponding to the third-order distortion, the fifth-order distortion, and the seventh-order distortion as in the frequency characteristic control unit 53 in FIG. Absent. The same applies to the embodiments of FIGS. 21, 30, and 31 described later.

例えば3次歪発生器22Aからの歪信号はFFT部28A1で複数サンプル毎にフーリエ変換により周波数領域サンプルに変換され、それらの各周波数点のサンプルの振幅は係数乗算器28A2で係数制御器53Aからの係数と乗算され、更にIFFT部28A3で逆フーリエ変換されて時間領域のサンプルとされる。他の周波数特性補償器28B,28Cも同様である。FFTによる周波数特性制御は、このようにFFTの各乗算係数の制御によって可能である。ディジタルプリディストータ用制御器50は、各歪次数の可変利得調整器と位相調整器とFFTの乗算係数を電力増幅器37が生成する歪成分の送信信号に対するレベルが所定値以下となるように制御する。図20の実施例においても、周波数特性補償器28A,28B,28Cを破線で示すようにそれぞれ3次、5次、7次歪発生器22A,22B,22Cの入力側に設けてもよく、あるいは入力側と出力側の両方に設けてもよい。   For example, the distortion signal from the third-order distortion generator 22A is converted into frequency domain samples by Fourier transform for each of a plurality of samples in the FFT unit 28A1, and the amplitude of the sample at each frequency point is converted from the coefficient controller 53A by the coefficient multiplier 28A2. And the inverse Fourier transform by the IFFT unit 28A3 to obtain time domain samples. The same applies to the other frequency characteristic compensators 28B and 28C. Thus, frequency characteristic control by FFT is possible by controlling each multiplication coefficient of FFT. The controller 50 for the digital predistorter controls the level of the distortion component transmission signal generated by the power amplifier 37 to be equal to or lower than a predetermined value by multiplying the variable gain adjusters, phase adjusters, and FFT coefficients of the respective distortion orders. To do. Also in the embodiment of FIG. 20, the frequency characteristic compensators 28A, 28B, and 28C may be provided on the input side of the third-order, fifth-order, and seventh-order distortion generators 22A, 22B, and 22C as indicated by broken lines, or You may provide in both the input side and the output side.

第5関連例
図21にこの発明の第5関連例を示す。この実施例は、図19の実施例に対し図5で示した2つのパイロット信号を使用してディジタルプリディストータ20の調整を行うように構成したものである。
べき級数モデルを用いたディジタルプリディストータ20の各奇数次歪発生器22A,22B,22Cは、入力される送信信号及びパイロット信号を各奇数次乗の演算処理を行う。
ディジタルプリディストータ制御器50の構成は、図19及び20の実施例におけるディジタルプリディストータ制御器50の構成と同様である。各奇数次歪制御器52A,52B,52Cはディジタルプリディストータ20のそれぞれに対応する歪成分発生器22A,22B,22Cの可変利得調整器24A,24B,24C及び位相調整器23A,23B,23Cを制御し、周波数特性制御部53の図示してない係数制御器53A,53B,53Cは周波数特性補償器28A,28B,28Cの係数を制御する。パイロット信号に等レベル2波トーン信号が用いられているため、電力増幅器37の出力にてトーン信号近傍に現れる奇数次の歪成分を各奇数次の歪成分抽出器51A,51B,51Cとしての奇数次歪成分抽出用帯域通過フィルタにて抽出する。この第5関連例のディジタルプリディストータ制御器50はディジタル信号処理にて構成しているが、同様の構成をアナログ回路で構成してもよい。周波数特性補償は、図6で説明したパイロット信号の下側及び上側帯域に現れる歪成分PD3L, PD3Hを使用する。
Fifth Related Example FIG. 21 shows a fifth related example of the present invention. In this embodiment, the digital predistorter 20 is adjusted using the two pilot signals shown in FIG. 5 with respect to the embodiment of FIG.
Each odd-order distortion generator 22A, 22B, 22C of the digital predistorter 20 using a power series model performs arithmetic processing of each odd-order power on the input transmission signal and pilot signal.
The configuration of the digital predistorter controller 50 is the same as the configuration of the digital predistorter controller 50 in the embodiment of FIGS. The odd-order distortion controllers 52A, 52B, and 52C are variable gain adjusters 24A, 24B, and 24C and phase adjusters 23A, 23B, and 23C of the distortion component generators 22A, 22B, and 22C corresponding to the digital predistorter 20, respectively. The coefficient controllers 53A, 53B, 53C (not shown) of the frequency characteristic control unit 53 control the coefficients of the frequency characteristic compensators 28A, 28B, 28C. Since an equal level two-wave tone signal is used for the pilot signal, odd-order distortion components appearing in the vicinity of the tone signal at the output of the power amplifier 37 are odd numbers as the odd-order distortion component extractors 51A, 51B, 51C. Extracted by a bandpass filter for extracting the next distortion component. The digital predistorter controller 50 of the fifth related example is configured by digital signal processing, but the same configuration may be configured by an analog circuit. For the frequency characteristic compensation, distortion components P D3L and P D3H appearing in the lower and upper bands of the pilot signal described in FIG. 6 are used.

周波数特性補償器28A,28B,28Cは、図19の実施例のようにFIRフィルタで
構成してもよいし、または図20の実施例のようにFFT部と係数乗算器とIFFT部により構成してもよい。周波数特性補償は、図6において上側及び下側の歪信号PD3H, PD3Lを用いて周波数特性を補正する。例えば、係数制御器53A,53B,53Cは各奇数次の歪成分抽出器51A,51B,51Cからの上側と下側の歪成分PD3H, PD3Lの検出値を補間することで周波数特性をモニタ値から推定する。周波数特性補償器28A,28B,28Cを構成するFIRフィルタまたはFFTは、補間された数値を各乗算係数に設定する。以後、所定の歪抑圧量対周波数特性を達成するまで、フィルタ又はFFTで乗算する係数を調整する。これら制御方法には、各種最適化手法のアルゴリズムを適用できる。
The frequency characteristic compensators 28A, 28B, and 28C may be configured with FIR filters as in the embodiment of FIG. 19, or may be configured with an FFT section, a coefficient multiplier, and an IFFT section as in the embodiment of FIG. May be. In the frequency characteristic compensation, the frequency characteristic is corrected using the upper and lower distortion signals P D3H and P D3L in FIG. For example, the coefficient controllers 53A, 53B and 53C monitor the frequency characteristics by interpolating the detected values of the upper and lower distortion components P D3H and P D3L from the odd-order distortion component extractors 51A, 51B and 51C. Estimate from the value. The FIR filters or FFTs constituting the frequency characteristic compensators 28A, 28B, 28C set the interpolated numerical values as the multiplication coefficients. Thereafter, the coefficient multiplied by the filter or the FFT is adjusted until a predetermined distortion suppression amount vs. frequency characteristic is achieved. Algorithms of various optimization methods can be applied to these control methods.

パイロット信号としてトーン信号の代わりに変調波を用いても、上記と同様の効果が得られる。また、パイロット用のプリディスト一夕と送信信号用のプリディストータに分けても同様の効果が得られる。図21の実施例においても、周波数特性補償器28A,28B,28Cは破線で示すようにそれぞれ3次、5次、7次歪発生器22A,22B,22Cの入力側に設けてもよいし、あるいは入力側と出力側の両方に設けてもよい。
図22は図21の実施例において、パイロット信号発生器12として図8の実施例と同様に変調信号を発生する場合の変形実施例を示す。その他の部分は図21の構成と同様なので説明を省略する。更に、前述の図12の実施例におけるディジタルプリディストータ及び図13及び14の実施例にけるディジタルプリディストータ201、202のそれぞれを例えば図21で示したディジタルプリディストータ20と同様の構成とし、図12、13、14の各ディジタルプリディストータ制御部50も図21で示したものと同様の構成としてもよい。
Even if a modulated wave is used as a pilot signal instead of a tone signal, the same effect as described above can be obtained. The same effect can be obtained by dividing the pilot predistorter overnight and the transmission signal predistorter. Also in the embodiment of FIG. 21, the frequency characteristic compensators 28A, 28B, and 28C may be provided on the input side of the third-order, fifth-order, and seventh-order distortion generators 22A, 22B, and 22C, respectively, as indicated by broken lines. Or you may provide in both the input side and the output side.
FIG. 22 shows a modification of the embodiment of FIG. 21 in which a modulation signal is generated as the pilot signal generator 12 in the same manner as the embodiment of FIG. Other parts are the same as those in FIG. Further, each of the digital predistorter in the embodiment of FIG. 12 and the digital predistorters 20 1 and 20 2 in the embodiment of FIGS. 13 and 14 is the same as the digital predistorter 20 shown in FIG. The digital predistorter control unit 50 shown in FIGS. 12, 13, and 14 may have the same configuration as that shown in FIG.

第6関連例
図23は図17の実施例を図5に示した2つのパイロット信号を使用してディジタルプリディストータ20の調整を行うようにした実施例の基本的構成を示す。図17の構成に対し、更に2つのパイロット信号PL1, PL2を発生するパイロット信号発生器12と、それらパイロット信号PL1, PL2と送信信号Sを加算する加算器15とが追加されており、制御器5によりパイロット信号発生器12を制御して等振幅のパイロット信号PL1, PL2の周波数間隔を変更可能に構成されている。ディジタルプリディストータ制御部50には検出した歪成分の周波数特性から求めた利得及び位相を記憶する記憶部55が設けられている。
前述のように送信信号Sはベースバンド信号であっても中間周波信号であってもよい。後者の場合、パイロット信号PL1, PL2の周波数は予め決めた中間周波数fIFに対しfIF-fi/2, fIF+fi/2となるように選べばよい。送信信号Sがベースバンド信号の場合は、振幅A
、周波数fi/2の信号Acosπfitに対し、周波数アップコンバート部33において周波数fcのキャリア信号で直交変調を行う、即ちcosπfitに(cos2πfct+jsin2πfct)を乗算して乗算結果の実数部を得ることにより送信周波数帯に周波数fc-fi/2とfc+fi/2の2つのパイロット信号PL1, PL2が生成される。従って、パイロット信号発生器12においては、実際には周波数fi/2のトーン信号を発生すればよい。cosπfitで表される信号は次式
cosπfit=(expjπfit+exp-jπfit)/2 (5)
と表されるように、正と負の周波数成分を有していると見ることができるので、以下の説明ではベースバンドの2つパイロット信号PL1, PL2の周波数を-fi/2, +fi/2として説明す
る。
Sixth Related Example FIG. 23 shows a basic configuration of an example in which the digital predistorter 20 is adjusted using the two pilot signals shown in FIG. To the configuration of FIG. 17, further the two pilot signal generator 12 for generating a pilot signal PL 1, PL 2, and their pilot signals PL 1, PL 2 and the adder 15 for adding the transmission signal S is added The controller 5 controls the pilot signal generator 12 to change the frequency interval between the pilot signals PL 1 and PL 2 having the same amplitude. The digital predistorter control unit 50 is provided with a storage unit 55 that stores the gain and phase obtained from the frequency characteristics of the detected distortion component.
As described above, the transmission signal S may be a baseband signal or an intermediate frequency signal. In the latter case, the frequencies of the pilot signals PL 1 and PL 2 may be selected so as to be f IF −f i / 2, f IF + f i / 2 with respect to a predetermined intermediate frequency f IF . When the transmission signal S is a baseband signal, the amplitude A
The frequency up-conversion unit 33 performs quadrature modulation on the signal Acosπf i t of the frequency f i / 2 with the carrier signal of frequency f c , that is, cosπf i t is multiplied by (cos2πf c t + jsin2πf c t). By obtaining the real part of the multiplication result, two pilot signals PL 1 and PL 2 of frequencies f c −f i / 2 and f c + f i / 2 are generated in the transmission frequency band. Therefore, the pilot signal generator 12 may actually generate a tone signal having the frequency f i / 2. The signal represented by cosπf i t is
cosπf i t = (expjπf i t + exp-jπf i t) / 2 (5)
Therefore, in the following description, the frequencies of the two baseband pilot signals PL 1 and PL 2 are expressed as -f i / 2, It will be described as + f i / 2.

周波数アップコンバート部33でアップコンバートされたパイロット信号を電力増幅器37で増幅した際に発生した相互変調歪を分配部38、周波数ダウンコンバート部40を介してディジタルプリディストータ制御部50の歪成分検出部51で検出する。この相互変調歪が所定の隣接チャンネル漏洩電力比以下となるように制御器5によって利得調整器24のパラメータ、位相調整器23のパラメータ、周波数特性補償器28のパラメータを調整する。2つのパイロット信号を用いることで、べき級数でモデル化された奇数次の歪成分の抽出が容易になり、ディジタルプリディストータ20の周波数特性補償器28と利得調整器24と位相調整器23の調整を容易にする。
制御器5により2つのパイロット信号の周波数-fi/2, +fi/2を変化させることにより、送信周波数帯における対応するアップコンバートされた2つのパイロット信号の周波数間隔fiが変化し、周波数軸上で相互変調歪の発生周波数が変化する。パイロット信号の周波数-fi/2, +fi/2を一定間隔で変化させ、得られる相互変調歪の各発生周波数に対して所定の隣接チャンネル漏洩電力比を達成する補償歪の利得と位相を決めることができる。
この方法により周波数軸上で離散的に得られた利得及び位相を補間することで、補償歪に与える連続的な周波数特性を得ることができる。得られた周波数特性を周波数特性補償器28で実現し、補償歪に周波数特性を与える。
The intermodulation distortion generated when the pilot signal up-converted by the frequency up-conversion unit 33 is amplified by the power amplifier 37 is detected by the digital predistorter control unit 50 through the distribution unit 38 and the frequency down-conversion unit 40. This is detected by the unit 51. The controller 5 adjusts the parameters of the gain adjuster 24, the parameters of the phase adjuster 23, and the parameters of the frequency characteristic compensator 28 so that the intermodulation distortion becomes equal to or less than a predetermined adjacent channel leakage power ratio. By using two pilot signals, it is easy to extract odd-order distortion components modeled by a power series, and the frequency characteristic compensator 28, the gain adjuster 24, and the phase adjuster 23 of the digital predistorter 20 are extracted. Make adjustments easier.
By changing the frequencies -f i / 2, + f i / 2 of the two pilot signals by the controller 5, the frequency interval f i of the two corresponding up-converted pilot signals in the transmission frequency band is changed, The frequency of occurrence of intermodulation distortion changes on the frequency axis. Gain and phase of compensation distortion that achieves a predetermined adjacent channel leakage power ratio for each generated intermodulation distortion frequency by changing pilot signal frequencies -f i / 2, + f i / 2 at regular intervals. Can be decided.
By interpolating gains and phases obtained discretely on the frequency axis by this method, it is possible to obtain a continuous frequency characteristic applied to compensation distortion. The obtained frequency characteristic is realized by the frequency characteristic compensator 28, and the frequency characteristic is given to the compensation distortion.

図24に周波数特性補償器28の特性を求める手順のフローチャートを示し、図25の周波数ダイアグラムを参照して以下に説明する。
ステップS1:まず、変数iの値を1に初期設定する。
ステップS2:ベースバンドで周波数-fi/2, +fi/2(従って周波数間隔fi)、かつ等振幅の2つのディジタルトーン信号をパイロット信号PL1, PL2として発生する(図25の行A)。これらの信号を合成し、周波数アップコンバート部33で中心周波数fcにアップコンバートして電力増幅器37に入力すると、電力増幅器37の出力に例えば次式
B3Hcos2π(fc+fi/2+fi)t=B3Hcos2π(fc+3fi/2)t (6)
B3Lcos2π(fc-fi/2-fi)t=B3Lcos2π(fc-3fi/2)t (7)
で表される周波数fc+3fi/2とfc-3fi/2の相互変調歪PD3H, PD3Lが発生する(行B)。B3H
及びB3Lはそれぞれキャリア周波数fcの上側と下側の歪の振幅を表すものとする。
FIG. 24 shows a flowchart of a procedure for obtaining the characteristics of the frequency characteristic compensator 28, which will be described below with reference to the frequency diagram of FIG.
Step S1: First, the value of the variable i is initialized to 1.
Step S2: Generate two digital tone signals of frequency −f i / 2, + f i / 2 (and therefore frequency interval f i ) and equal amplitude in the baseband as pilot signals PL 1 and PL 2 (FIG. 25). Line A). These signals are synthesized and the input to the power amplifier 37 and up-converted to a center frequency f c at a frequency up-converting unit 33, for example, the following equation to the output of the power amplifier 37
B 3H cos2π (f c + f i / 2 + f i ) t = B 3H cos2π (f c + 3f i / 2) t (6)
B 3L cos2π (f c -f i / 2-f i ) t = B 3L cos2π (f c -3f i / 2) t (7)
Intermodulation distortions P D3H and P D3L of frequencies f c + 3f i / 2 and f c −3f i / 2 expressed by B 3H
And B 3L shall represent the amplitude of the distortion of the upper and lower carrier frequency f c.

この相互変調歪PD3H, PD3Lを打ち消すために、プリディストータ20でパイロット信号PL1, PL2に補償歪DL', DH'を付加した信号がプリディストータ出力信号となる(行C)。この信号を周波数アップコンバート部33によりアップコンバートし、電力増幅器37に入力する。電力増幅器37の出力信号はディジタルプリディストータ20によって補償された信号となる(行D)。発生した相互変調歪PD3H, PD3Lを打ち消すように、利得調整器24と位相調整器23と周波数特性補償器28とを調整する。なお、利得調整器24は周波数に対して一定の利得Gを与え、位相調整器23は周波数に対して一定の位相変化Pを与えるものとする。
ステップS3:利得調整器24を利得Gに、位相調整器23を位相Pに設定する。これらの値は任意に設定してよいが、隣接チャネル漏洩電力比が比較的小さくなるように設定することが望ましい。
ステップS4:歪成分検出部51によって電力増幅器37の出力中の3次の相互変調歪を抽出し、上下の相互変調歪PD3H, PD3Lが所定の隣接チャネル漏洩電力比以下を満たしているかどうかを調べ、上側のみ、又は上下両側の歪が所定隣接チャネル漏洩電力比以下を満たしてない場合はステップS5に移り、下側の歪のみが満足してない場合はステップS7に移り、両側の歪とも満足している場合はステップS9に移る。
In order to cancel the intermodulation distortions P D3H and P D3L , signals obtained by adding the compensation distortions D L ′ and D H ′ to the pilot signals PL 1 and PL 2 in the predistorter 20 become the predistorter output signals (rows). C). This signal is up-converted by the frequency up-conversion unit 33 and input to the power amplifier 37. The output signal of the power amplifier 37 is a signal compensated by the digital predistorter 20 (row D). The gain adjuster 24, the phase adjuster 23, and the frequency characteristic compensator 28 are adjusted so as to cancel the generated intermodulation distortions P D3H and P D3L . The gain adjuster 24 gives a constant gain G with respect to the frequency, and the phase adjuster 23 gives a constant phase change P with respect to the frequency.
Step S3: The gain adjuster 24 is set to gain G, and the phase adjuster 23 is set to phase P. These values may be set arbitrarily, but are desirably set so that the adjacent channel leakage power ratio becomes relatively small.
Step S4: The third-order intermodulation distortion in the output of the power amplifier 37 is extracted by the distortion component detection unit 51, and whether or not the upper and lower intermodulation distortions P D3H and P D3L satisfy a predetermined adjacent channel leakage power ratio or less. If the distortion on only the upper side or both upper and lower sides does not satisfy the predetermined adjacent channel leakage power ratio or less, the process proceeds to step S5. If only the lower side distortion is not satisfied, the process proceeds to step S7. If both are satisfied, the process proceeds to step S9.

ステップS5:上側または上下両側の歪PD3H, PD3Lが所定の隣接チャネル漏洩電力比を満たしていない場合、周波数特性補償器28の周波数fc+3fi/2に対応する利得Gi、位相Piを所定量だけ変化させる。
ステップS6:上側の歪PD3Hが所定の隣接チャネル漏洩電力比以下を満たすか判定し、満たさない場合はステップS5に戻って同様の処理を繰り返す。所定の隣接チャネル漏洩電力比以下を満足した場合、ステップS4に戻り、判定を再度繰り返す。
ステップS7:下側歪のみが所定の隣接チャネル漏洩電力比以下を満足していない場合は、周波数特性補償器28の周波数fc-3fi/2に対応する利得Gi'、位相Pi'を所定量だけ変化させる。
ここで、周波数特性補償器28の利得G1, G1'は利得調整器24の利得Gから差分、位
相P1, P1'は位相調整器23の位相変化Pからの差分を表しているものとする。
ステップS8:下側歪PD3Lが所定の隣接チャネル漏洩電力比以下を満たすか判定し、満たさなければステップS7に戻り同様の処理を行う。満たせばステップS4で上下両歪が所定隣接チャネル漏洩電力比以下を満足することを確認してステップS9に移る。あるいはその確認を省略して直接ステップS9に移ってもよい。
ステップS9:上側、下側歪PD3H, PD3Lの隣接チャネル漏洩電力比が所定値以下を満たした場合は、その時の利得G1, G1'と位相P1, P1'を記憶部55に保存し、i=Nとなったか判
定する。
Step S5: When the distortions P D3H and P D3L on the upper side or the upper and lower sides do not satisfy the predetermined adjacent channel leakage power ratio, the gain G i and the phase corresponding to the frequency f c + 3f i / 2 of the frequency characteristic compensator 28 changing the P i by a predetermined amount.
Step S6: It is determined whether the upper distortion P D3H satisfies a predetermined adjacent channel leakage power ratio or less. If not, the process returns to Step S5 and the same processing is repeated. When the predetermined adjacent channel leakage power ratio is satisfied or less, the process returns to step S4 and the determination is repeated again.
Step S7: When only the lower distortion does not satisfy the predetermined adjacent channel leakage power ratio or less, the gain G i ′ and the phase P i ′ corresponding to the frequency f c −3f i / 2 of the frequency characteristic compensator 28 Is changed by a predetermined amount.
Here, the gains G 1 and G 1 ′ of the frequency characteristic compensator 28 are differences from the gain G of the gain adjuster 24, and the phases P 1 and P 1 ′ are differences from the phase change P of the phase adjuster 23. Shall.
Step S8: It is determined whether the lower distortion P D3L satisfies a predetermined adjacent channel leakage power ratio or less. If not, the process returns to Step S7 and the same processing is performed. If satisfied, it is confirmed in step S4 that the upper and lower distortions satisfy a predetermined adjacent channel leakage power ratio or less, and the process proceeds to step S9. Alternatively, the confirmation may be omitted and the process may go directly to step S9.
Step S9: When the adjacent channel leakage power ratio of the upper and lower distortions P D3H and P D3L satisfies a predetermined value or less, the gain G 1 , G 1 ′ and the phases P 1 , P 1 ′ at that time are stored in the storage unit 55. And determine whether i = N.

ステップS10:Nとなっていなければiを1だけ増加させてステップS2に戻り、パイロット信号の周波数間隔をf2(後述の図26A,26B、図27A,27Bの例では変数iの増加とともに周波数間隔fiを狭めている)として、周波数間隔f1の場合と同様にステップS3〜S8により所定の隣接チャネル漏洩電力比以下を達成する周波数特性補償器28の利得及び位相G2, G2', P2, P2'を求め記憶部55に格納する。このとき、利得調整器24及び位相調整器23の値はG, Pで固定しておく。
このようにしてi=1からi=Nまで2つのパイロット信号PL1, PL2の周波数間隔を変えてN回繰り返し処理を行うことによりG1〜GN, G1'〜GN', P1〜PN, P1'〜PN'が記憶部55に得られる。
Step S10: If not N, i is increased by 1 and the process returns to Step S2, and the frequency interval of the pilot signal is set to f 2 (in the examples of FIGS. 26A, 26B, 27A, and 27B described later, the frequency i as it has) narrowing a distance f i, the gain and phase G 2, G 2 of the frequency characteristic compensator 28 to achieve the following predetermined ACLR optionally similarly to step S3~S8 frequency interval f 1 ' , P 2 , P 2 ′ are obtained and stored in the storage unit 55. At this time, the values of the gain adjuster 24 and the phase adjuster 23 are fixed at G and P.
In this way, G 1 to G N , G 1 ′ to G N ′, P are performed by repeating the N times by changing the frequency interval between the two pilot signals PL 1 and PL 2 from i = 1 to i = N. 1 to P N and P 1 ′ to P N ′ are obtained in the storage unit 55.

ステップS11:得られたこれらの値G1〜GN, G1'〜GN', P1〜PN, P1'〜PN'を用いて、補償歪に与える周波数特性を求める。求める方法は図26A、26Bまたは図27A,27Bに示すように、得れた利得G1〜GN, G1'〜GN'、位相P1〜PN, P1'〜PN'を用い、点と点の間を補間する。図26A,26Bでは、線形補間の場合を示し、図27A,27Bの多項式補間の例を示しているが、補間する方法としては、線形補間、多項式補間以外に、スプライン補間、ラグランジュ補間法を用いることもできる。
このようにして離散的に得られた利得および位相を補間することで、歪成分の周波数特性を周波数特性補償器28で実現する。最終的に補償歪に与える周波数特性は図28A,28Bまたは図29A,29Bに示すように、利得調整器24と位相調整器23と周波数特性補償器28の周波数特性を合成した特性である。より高精度な歪補償を行う場合は、パイロット信号の周波数間隔を更に細かく設定する。上記の説明では3次歪についてのみであったが、5次歪以降の補償が必要な場合も同様の方法を適用できる。
Step S11: Using these values G 1 to G N , G 1 'to G N ', P 1 to P N , and P 1 'to P N ', frequency characteristics to be applied to the compensation distortion are obtained. As shown in FIGS. 26A and 26B or FIGS. 27A and 27B, the gains G 1 to G N , G 1 ′ to G N ′, and the phases P 1 to P N and P 1 ′ to P N ′ are obtained. Use to interpolate between points. 26A and 26B show a case of linear interpolation, and an example of the polynomial interpolation of FIGS. 27A and 27B is shown. As an interpolation method, in addition to linear interpolation and polynomial interpolation, spline interpolation and Lagrange interpolation are used. You can also.
The frequency characteristics of the distortion component are realized by the frequency characteristic compensator 28 by interpolating the gains and phases obtained discretely in this way. The frequency characteristic finally given to the compensation distortion is a characteristic obtained by synthesizing the frequency characteristics of the gain adjuster 24, the phase adjuster 23, and the frequency characteristic compensator 28 as shown in FIGS. 28A and 28B or FIGS. 29A and 29B. When performing more accurate distortion compensation, the frequency interval of the pilot signal is set more finely. In the above description, only the third-order distortion has been described, but the same method can be applied when compensation after the fifth-order distortion is necessary.

第7関連例
図30は図23の実施例をより具体的に構成した例を示し、図19の実施例と同様に各周波数特性補償器28A,28B,28CをFIRフィルタで構成したディジタルプリディ
ストータ20を使用している。パイロット信号発生部12はこの例では-fi/2及び+fi/2で表される可変周波数のディジタルトーン信号PL1, PL2を生成するものとする。また、ディジタルプリディストータ制御部50には、更に周波数特性制御部53による制御と対応してパイロット信号発生器12の発振周波数fiを制御する周波数制御器54が設けられている。その他の構成は図19の構成と同様である。
周波数間隔fiで等振幅の2つのトーン信号がパイロット信号PL1, PL2としてディジタルプリディストータ20に入力され、その出力信号は、パイロット信号に補償歪を付加した信号となる。この信号はDA変換器31でアナログ信号に変換され、周波数アップコンバート部33に与えられ、中心周波数fcの高周波送信信号にアップコンバートされる。高周波送信信号は電力増幅器37で電力増幅される。このとき、ディジタルプリディストータ20で生成した補償歪は送信系統全体で歪補償を行うように設定される。従って、電力増幅器37の入力信号の補償歪とディジタルプリディストータ20の出力信号中の補償歪に相違があってもよい。つまり、ディジタルプリディストータ20の出力と電力増幅器37の入力との間に信号の位相、振幅に変化を与える任意のデバイスが挿入されていてもよい。
Seventh Related Example Figure 30 shows an example in which the embodiment is more specifically configured in FIG. 23, a digital pre-disc constructed embodiment similarly to each of the frequency characteristic compensator 28A in FIG. 19, 28B, and 28C in FIR filters A tota 20 is used. In this example, the pilot signal generation unit 12 generates digital tone signals PL 1 and PL 2 having variable frequencies represented by −f i / 2 and + f i / 2. In addition, the digital predistorter control unit 50, frequency controller 54 for controlling the oscillation frequency f i of the pilot signal generator 12 is provided to further correspond to the control by the frequency characteristic controller 53. Other configurations are the same as those in FIG.
Two-tone signal of equal amplitude at the frequency interval f i is input to the digital predistorter 20 as the pilot signal PL 1, PL 2, and its output signal is a signal obtained by adding the compensation distortion on a pilot signal. This signal is converted into an analog signal by the DA converter 31, given to the frequency up-converting unit 33, is up-converted to a radio frequency transmission signal of the center frequency f c. The high frequency transmission signal is power amplified by the power amplifier 37. At this time, the compensation distortion generated by the digital predistorter 20 is set so as to perform distortion compensation in the entire transmission system. Therefore, there may be a difference between the compensation distortion of the input signal of the power amplifier 37 and the compensation distortion in the output signal of the digital predistorter 20. That is, an arbitrary device that changes the phase and amplitude of the signal may be inserted between the output of the digital predistorter 20 and the input of the power amplifier 37.

図19の場合と同様に、相互変調歪成分は方向性結合器38Aと帯域通過フィルタ38Bにより抽出され、周波数ダウンコンバート部40によりダウンコンバートされる。ディジタルプリディストータ制御部50の入力信号はダウンコンバートされた信号をディジタル化した信号である。以下に3次歪の補償を例に説明する。ディジタルプリディストータ制御部50の3次歪成分抽出器51Aは3次歪成分である上側及び下側の相互変調歪信号を上側帯域通過フィルタ及び下側帯域通過フィルタで抽出する。抽出された信号を用いて電力増幅器37の出力の隣接チャンネル漏洩電力比を所定値以下にする歪補償量まで、3次歪信号発生器の出力の振幅と位相を利得調整器24A、位相調整器23A、周波数特性補償器28Aにより変化させる。
これらの補償パラメータを求める方法は、図23で説明したようにまず、利得調整器24Aの利得Gと位相調整器23Aの位相Pを設定する。これらの値は任意に設定してよいが、隣接チャネル漏洩電力比が比較的に小さくなるように設定することが望ましい。
Similarly to the case of FIG. 19, the intermodulation distortion component is extracted by the directional coupler 38A and the band pass filter 38B, and is down-converted by the frequency down-conversion unit 40. The input signal of the digital predistorter control unit 50 is a signal obtained by digitizing the down-converted signal. Hereinafter, compensation of third-order distortion will be described as an example. The third-order distortion component extractor 51A of the digital predistorter control unit 50 extracts the upper and lower intermodulation distortion signals, which are third-order distortion components, using the upper band-pass filter and the lower band-pass filter. A gain adjuster 24A and a phase adjuster adjust the amplitude and phase of the output of the third-order distortion signal generator up to a distortion compensation amount that makes the adjacent channel leakage power ratio of the output of the power amplifier 37 equal to or less than a predetermined value using the extracted signal. 23A and frequency characteristic compensator 28A.
In order to obtain these compensation parameters, first, the gain G of the gain adjuster 24A and the phase P of the phase adjuster 23A are set as described with reference to FIG. These values may be set arbitrarily, but are desirably set so that the adjacent channel leakage power ratio becomes relatively small.

次に所定の隣接チャネル漏洩電力比以下となるように、周波数特性補償器28Aの上側周波数(fc+3f1/2)での利得G1と位相P1、下側周波数(fc-3f1/2)での利得G1'と位相P1'を調整する。これら制御方法には、最小二乗推定方法や最急降下法などの各種最適化手法のアルゴリズムを適用できる。次に、等振幅の2つのパイロット信号の周波数間隔をf2に変化させて同様にG2, G2', P2, P2'を求める。これをN回まで繰り返し、所定の隣接チャネル漏洩電力比を達成する周波数特性補償器28Aの周波数f1,…,fNに対する利得及び位相G2〜GN, G2'〜GN', P2〜PN, P2'〜PN'を得る。得られた利得及び位相の値を補間する方法は線形補間、多項式補間、ラグランジュ補間、スプライン補間などを用いることができる。補間して得られた利得特性及び周波数特性を実現するように、FIRフィルタのタップ係数
を制御器により設定する。
Next, as equal to or less than a predetermined adjacent channel leakage power ratio, the gain G 1 and the phase P 1 of the upper frequency of the frequency characteristic compensator 28A (f c + 3f 1/ 2), the lower frequency (f c -3f 1/2) 'and the phase P 1' gain G 1 in the adjusting. For these control methods, algorithms of various optimization methods such as a least square estimation method and a steepest descent method can be applied. Next, G 2 , G 2 ′, P 2 , and P 2 ′ are similarly obtained by changing the frequency interval of two pilot signals of equal amplitude to f 2 . This is repeated up to N times, and the gain and phase G 2 to G N , G 2 ′ to G N ′, P for the frequencies f 1 ,..., F N of the frequency characteristic compensator 28A that achieves a predetermined adjacent channel leakage power ratio. 2 to P N , P 2 'to P N ' are obtained. As a method of interpolating the obtained gain and phase values, linear interpolation, polynomial interpolation, Lagrange interpolation, spline interpolation, or the like can be used. The tap coefficient of the FIR filter is set by the controller so as to realize the gain characteristic and frequency characteristic obtained by the interpolation.

上述では3次歪についてのみの説明を行ったが、5次以降の補償が必要な場合は同様の方法を適用する。その際、補償する奇数次歪に対応する相互変調歪を抽出する。この実施例のFIRフィルタ28A,28B,28Cは各奇数次歪発生器22A,22B,22Cの
入力側に配置してもよい。
電力増幅器37の歪成分の振幅及び位相は温度変化または経年変化により変化する。このため、常に高い歪補償量を維持するには利得調整器24A,24B,24C、位相調整器23A,23B,23C、及び周波数特性補償器28A,28B,28Cの設定を適応的に制御する必要がある。上記第7関連例では、2つのパイロット信号を用いることでそれらの適応制御を可能にする。
In the above description, only the third-order distortion has been described, but the same method is applied when compensation after the fifth-order is required. At that time, the intermodulation distortion corresponding to the odd-order distortion to be compensated is extracted. The FIR filters 28A, 28B, and 28C of this embodiment may be disposed on the input side of the odd-order distortion generators 22A, 22B, and 22C.
The amplitude and phase of the distortion component of the power amplifier 37 change due to temperature change or aging change. Therefore, in order to always maintain a high distortion compensation amount, it is necessary to adaptively control the settings of the gain adjusters 24A, 24B, 24C, the phase adjusters 23A, 23B, 23C, and the frequency characteristic compensators 28A, 28B, 28C. There is. In the seventh related example, adaptive control is enabled by using two pilot signals.

第8関連例
図31は図30の実施例における各周波数特性補償器28A,28B,28CをFIRフ
ィルタで構成する代わりに、図20の実施例と同様にFFT部と係数乗算器とIFFT部の3つの組28A1, 28A2, 28A3;28B1, 28B2, 28B3;28C1, 28C2, 28C3を用いて実現した実施例を示す。図20で説明したように、各歪発生器22A,22B,22Cの出力信号にFFT部28A1, 28B1, 28C1でフーリエ変換処理により周波数領域に変換し、その周波数領域信号に係数乗算器28A2, 28B2, 28C2で周波数補償特性を乗算した後に、IFFT部28A3, 28B3, 28C3で時間領域信号に逆変換する。ディジタルプリディストータ制御部50は、電力増幅器37の出力中の歪成分を所定の隣接チャネル漏洩電力比を達成するように、各歪次数の利得調整器24A,24B,24Cと位相調整器23A,23B,23Cと周波数特性補償器28A,28B,28Cの乗算係数を制御する。パイロット信号を用いた周波数特性補償器28A,28B,28Cの係数の設定方法は図30の実施例で説明した設定方法と同一である。
Eighth Related Example FIG. 31 shows an FFT unit, a coefficient multiplier, and an IFFT unit in the same manner as in the example of FIG. 20, instead of configuring each frequency characteristic compensator 28A, 28B, 28C in the example of FIG. 30 with an FIR filter. An embodiment realized using three sets 28A1, 28A2, 28A3; 28B1, 28B2, 28B3; 28C1, 28C2, 28C3 is shown. As described with reference to FIG. 20, the output signals of the distortion generators 22A, 22B, and 22C are converted into the frequency domain by the Fourier transform processing in the FFT units 28A1, 28B1, and 28C1, and the frequency domain signals are converted into coefficient multipliers 28A2 and 28B2. , 28C2 and the frequency compensation characteristic, and then IFFT sections 28A3, 28B3, and 28C3 perform inverse transform to time domain signals. The digital predistorter control unit 50 adjusts the distortion components in the output of the power amplifier 37 so as to achieve a predetermined adjacent channel leakage power ratio, and gain adjusters 24A, 24B, 24C and phase adjusters 23A, The multiplication coefficients of 23B and 23C and frequency characteristic compensators 28A, 28B and 28C are controlled. The setting method of the coefficients of the frequency characteristic compensators 28A, 28B, and 28C using the pilot signal is the same as the setting method described in the embodiment of FIG.

前述の図19、20(又は図30、31)に示したディジタルプリディストータ20の構成とディジタルプリディストータ制御部50の構成を、図10、11、13の各実施例における2つのディジタルプリディストータ201、202とディジタルプリディストータ制御部50に適用してもよい。同様に、図19、20(又は図30、31)に示したディジタルプリディストータ20の構成とディジタルプリディストータ制御部50の構成を図12、14に示したディジタルプリディストータ20及びディジタルプリディストータ制御部50に適用してもよい。
前述の実施例において、周波数特性補償器としてFIRフィルタを使用する例を示したが
、IIR(infinite impulse response)フィルタを使用してもよい。
The configuration of the digital predistorter 20 and the configuration of the digital predistorter controller 50 shown in FIGS. 19 and 20 (or FIGS. 30 and 31) described above are the same as the two digital predistorters in the embodiments of FIGS. The present invention may be applied to the distorters 20 1 and 20 2 and the digital predistorter control unit 50. Similarly, the configuration of the digital predistorter 20 shown in FIGS. 19 and 20 (or FIGS. 30 and 31) and the configuration of the digital predistorter control unit 50 are the same as the digital predistorter 20 and the digital predistorter 20 shown in FIGS. You may apply to the distorter control part 50. FIG.
In the above-described embodiment, the example in which the FIR filter is used as the frequency characteristic compensator has been shown. However, an IIR (infinite impulse response) filter may be used.

第9関連例
前述の図23の実施例及び図30、31の各実施例では、発生する等振幅2波のパイロット信号PL1, PL2間の周波数間隔Δfを順次変更して周波数特性補償器28(29A,2
8B,28C)の周波数特性を図26A,26B(あるいは図27A,27B)に示すように決定するように構成したが、以下の実施例ではパイロット信号の周波数は固定し、アップコンバート周波数を順次変更することにより電力増幅器の動作帯域内で高周波パイロット信号の周波数をΔfずつ順次変更し、それぞれの周波数での相互変調歪を検出して周
波数特性補償器28の特性を決定する。
図32を参照してこの発明の第9関連例を説明する。
第9関連例は、図30の実施例と同様にパイロット信号発生器12と、加算器15と、ディジタルプリディストータ20と、ディジタル/アナログ変換器(DAC)31と、周波数アップコンバート部33と、電力増幅器37と、分配器38と、周波数ダウンコンバート部40と、ディジタルプリディストータ制御部50と、から構成される。
Ninth Related Example In the above-described embodiment of FIG. 23 and each of the embodiments of FIGS. 30 and 31, the frequency characteristic compensator is obtained by sequentially changing the frequency interval Δf between the generated pilot signals PL 1 and PL 2 of two equal amplitude waves. 28 (29A, 2
8B, 28C) is determined as shown in FIGS. 26A and 26B (or FIGS. 27A and 27B). In the following embodiments, the pilot signal frequency is fixed and the up-conversion frequency is changed sequentially. Thus, the frequency of the high frequency pilot signal is sequentially changed by Δf within the operating band of the power amplifier, and the intermodulation distortion at each frequency is detected to determine the characteristics of the frequency characteristic compensator 28.
A ninth related example of the present invention will be described with reference to FIG.
The ninth related example is similar to the embodiment of FIG. 30 in that the pilot signal generator 12, the adder 15, the digital predistorter 20, the digital / analog converter (DAC) 31, the frequency up-conversion unit 33, , A power amplifier 37, a distributor 38, a frequency down-conversion unit 40, and a digital predistorter control unit 50.

図30の実施例と異なる点は、図32ではパイロット信号の周波数は変更せず、周波数制御器54によりアップコンバート部33の局部発振周波数を変更することにより電力増幅器37の動作帯域内でパイロット信号の周波数を順次変更するよう制御するとともに、周波数ダウンコンバート部40の局部発振器45の発振周波数を対応して変更し、パイロット信号の歪成分をベースバンドに落としている点である。図32の例では、アップコンバート部33は2段階のアップコンバートを行うように構成されている。即ち、可変周波数fIFの局部発振器33A1と、ミキサ33B1と、帯域通過フィルタ33C1が1段目のアップコンバートを行い、ディジタルアナログ変換器31の出力を中間周波信号に変換する。固定周波数fc'の局部発振器33A2と、ミキサ33B2と、帯域通過フィルタ33C2は2段目のアップコンバートを行い、中間周波信号を高周波信号に変換する。
中間周波信号に変換するための局部発振周波数fIFは図30の場合のアップコンバート
用の局部発振周波数(キャリア周波数)fcより十分低いので、このように2段階でアップコンバートを行うほうが、ディジタルアナログ変換器31の出力であるベースバンド信号に対し、アップコンバートの周波数をより高い精度で設定できる。しかしながら、原理的にはアップコンバート部33は図30と同様に1段構成でもよい。
30 differs from the embodiment of FIG. 30 in that the frequency of the pilot signal is not changed in FIG. 32, and the pilot signal is changed within the operating band of the power amplifier 37 by changing the local oscillation frequency of the up-converter 33 by the frequency controller 54. Are controlled so as to be sequentially changed, and the oscillation frequency of the local oscillator 45 of the frequency down-conversion unit 40 is changed correspondingly to reduce the distortion component of the pilot signal to the baseband. In the example of FIG. 32, the up-conversion unit 33 is configured to perform two-stage up-conversion. That is, the local oscillator 33A1, the mixer 33B1, and the band pass filter 33C1 of the variable frequency f IF perform the first-stage up-conversion, and convert the output of the digital / analog converter 31 into an intermediate frequency signal. A local oscillator 33A2, a mixer 33B2, and a band-pass filter 33C2 having a fixed frequency f c ′ perform second-stage up-conversion to convert the intermediate frequency signal into a high-frequency signal.
Since the local oscillation frequency f IF for conversion to an intermediate frequency signal is sufficiently lower than the local oscillation frequency (carrier frequency) f c for up-conversion in the case of FIG. 30, it is more digital to perform up-conversion in two stages in this way. The up-conversion frequency can be set with higher accuracy for the baseband signal that is the output of the analog converter 31. However, in principle, the up-conversion unit 33 may have a single-stage configuration as in FIG.

なお、図32の実施例において、ディジタルプリディストータ20内の位相調整器23Aと利得調整器24Aの直列接続はベクトル調整器234Aを表しており、他の位相調整器利得調整器の直列接続も同様にベクトル調整器234B及び234Cを表わしている。他の実施例においても同様である。
図32の実施例においても、周波数特性補償器28A,28B,28Cは破線で示すように各3次、5次、7次歪発生器22A,22B,22Cの入力側に設けてもよく、あるいは入力側と出力側の両方に設けてもよい。
図33に図32の実施例における周波数特性補償器28A,28B,28Cの特性を設定するための制御フローチャートを示す。この設定は、信号の送信を行わない期間に行う。
In the embodiment of FIG. 32, the serial connection of the phase adjuster 23A and the gain adjuster 24A in the digital predistorter 20 represents the vector adjuster 234A, and the serial connection of other phase adjuster gain adjusters is also possible. Similarly, vector adjusters 234B and 234C are shown. The same applies to other embodiments.
32, the frequency characteristic compensators 28A, 28B, and 28C may be provided on the input side of the third-order, fifth-order, and seventh-order distortion generators 22A, 22B, and 22C as indicated by broken lines, or You may provide in both the input side and the output side.
FIG. 33 shows a control flowchart for setting the characteristics of the frequency characteristic compensators 28A, 28B, and 28C in the embodiment of FIG. This setting is performed during a period in which no signal is transmitted.

ステップS1:周波数特性制御部53は、パイロット信号を中間周波の信号に変換する周波数fIFを周波数アップコンバート部33の局部発振器33A1に設定する。
ステップS2:パイロット信号PL1, PL2をディジタルプリディストータ20に入力する。パイロット信号は、ディジタルプリディストータ20を介してディジタルアナログ変換器31でアナログ信号に変換された後、アップコンバート部33で2段階の周波数アップコンバートを受け、RF信号として電力増幅器37に入力される。
ステップS3:電力増幅器37の出力RF信号を分配し、周波数ダウンコンバート部40にてベースバンド帯域の歪成分を含むパイロット信号成分を生成する。
ステップS4:パイロット信号成分は各歪成分抽出器52A,52B,52Cにて各奇数次歪成分を抽出する。このとき、各奇数次歪成分は基本波の上側及び下側に検出される。ステップS5:各奇数次歪制御器52A,52B,52Cは検出された各奇数次歪成分を最小とするようにディジタルプリディストータ20のベクトル調整器234A, 234B, 234Cにより各奇数次歪の位相と利得を制御する。また、各奇数次歪成分を最小にする周波数特性補償器28A,28B,28Cの設定値をそれぞれの奇数次歪成分に対応して記憶部55に記憶する。ここで各奇数次歪成分は、ある設定値以下になるように調整してもよい。また、その設定値は外部の設定手段、例えばキーボードなどにより設定してもよい。
ステップS6:次に周波数特性制御部53は、ステップS1〜S5による一連の処理の繰り返し回数が所定回数になったか、即ち、周波数掃引が終了したか判定し、周波数掃引が終了していれば周波数特性の設定を終了する。
ステップS7:ステップS6で周波数掃引が終了してないと判定された場合は設定周波数fIFをfIF+Δfに増加させ、ステップS1に戻り、一連の処理ステップS1〜S5を繰り返す。
Step S1: The frequency characteristic control unit 53 sets the frequency f IF for converting the pilot signal into an intermediate frequency signal in the local oscillator 33A1 of the frequency up-conversion unit 33.
Step S2: The pilot signals PL1 and PL2 are input to the digital predistorter 20. The pilot signal is converted into an analog signal by the digital-analog converter 31 via the digital predistorter 20, and then subjected to two-stage frequency up-conversion by the up-conversion unit 33, and input to the power amplifier 37 as an RF signal. .
Step S3: The output RF signal of the power amplifier 37 is distributed, and the frequency down-conversion unit 40 generates a pilot signal component including a distortion component in the baseband.
Step S4: As for the pilot signal component, each odd-order distortion component is extracted by each distortion component extractor 52A, 52B, 52C. At this time, each odd-order distortion component is detected above and below the fundamental wave. Step S5: The odd-order distortion controllers 52A, 52B, and 52C use the vector adjusters 234A, 234B, and 234C of the digital predistorter 20 to minimize the detected odd-order distortion components. And control the gain. Further, the set values of the frequency characteristic compensators 28A, 28B, and 28C that minimize the odd-order distortion components are stored in the storage unit 55 in correspondence with the odd-order distortion components. Here, each odd-order distortion component may be adjusted to be equal to or less than a certain set value. The set value may be set by an external setting means such as a keyboard.
Step S6: Next, the frequency characteristic control unit 53 determines whether or not the number of repetitions of the series of processes in steps S1 to S5 has reached a predetermined number, that is, whether or not the frequency sweep is completed. Finish setting the characteristics.
Step S7: If it is determined in step S6 that the frequency sweep has not ended, the set frequency f IF is increased to f IF + Δf, the process returns to step S1, and a series of processing steps S1 to S5 is repeated.

図32の実施例においても、周波数特性補償器28A,28B,28Cは、破線で示すようにそれぞれの奇数次歪発生器22A,22B,22Cの入力側に設けてもよいし、あるいは入力側と出力側の両方に設けてもよい。奇数次歪発生器22A,22B,22Cの入力側と出力側の両方に周波数特性補償器28A,28B,28Cを設けた場合は、入力側と出力側の周波数特性補償器に対し別々に図33の処理を実行して周波数特性補償器の特性を設定すればよい。
図16A,16Bを参照して説明したように、電力増幅器の非線形性は、入力側及び出力側の非線形性の依存関係により決まる。電力増幅器による相互変調歪の周波数特性に対するゲート側(入力側)とドレイン側(出力側)の影響に相違があると、奇数次歪発生器の入力側のみ、又は出力側のみに周波数特性補償器を設けただけでは、図33の処理により得られる周波数特性補償器の周波数特性を、電力増幅器による相互変調歪の周波数特性に対し十分な逆特性とすることが困難となる場合がある。しかし、奇数次歪発生器の入力側と出力側の両方に周波数特性補償器を設け、それぞれ独立に制御することにより、電力増幅器の入力側及び出力側の周波数特性に対し平坦化する特性、即ち逆特性となる周波数特性を得ることが可能になる。
Also in the embodiment of FIG. 32, the frequency characteristic compensators 28A, 28B, and 28C may be provided on the input side of the odd-order distortion generators 22A, 22B, and 22C as indicated by broken lines, or It may be provided on both the output side. When the frequency characteristic compensators 28A, 28B, and 28C are provided on both the input side and the output side of the odd-order distortion generators 22A, 22B, and 22C, the frequency characteristic compensators on the input side and the output side are separately shown in FIG. The frequency characteristic compensator characteristic may be set by executing the above process.
As described with reference to FIGS. 16A and 16B, the nonlinearity of the power amplifier is determined by the dependency relationship between the nonlinearities on the input side and the output side. If there is a difference in the influence of the gate side (input side) and the drain side (output side) on the frequency characteristics of the intermodulation distortion caused by the power amplifier, the frequency characteristic compensator only on the input side or only on the output side of the odd-order distortion generator In some cases, it is difficult to make the frequency characteristic of the frequency characteristic compensator obtained by the processing of FIG. 33 sufficiently opposite to the frequency characteristic of the intermodulation distortion caused by the power amplifier. However, the frequency characteristic compensator is provided on both the input side and output side of the odd-order distortion generator, and the frequency characteristics are flattened with respect to the frequency characteristics on the input side and output side of the power amplifier by controlling each independently, that is, It becomes possible to obtain frequency characteristics that are inverse characteristics.

図34に図32の実施例の変形例を示す。図34では、図10の実施例と同様にパイロット信号と送信信号をそれぞれ独立なディジタルプリディストータ201、202で前置歪処理を行う。各ディジタルプリディストータ201、202の構成は図32で示した実施例におけるディジタルプリディストータ20と同様である。パイロット信号側のディジタルプリディストータ202の出力はディジタル/アナログ変換器312にてアナログ信号に変換され、第1周波数アップコンバート部34で送信信号と異なる周波数帯域に周波数変換される。周波数アップコンバート部34の局部発振器34Aの設定周波数をディジタルプリディストータ制御部50にて掃引制御することで電力増幅器37の動作帯域内のパイロット信号周波数を掃引制御する。2つのディジタルプリディストータ201、202は、ディジタルプリディストータ制御部50にてパラメータの同期制御を行う。
このようにして、電力増幅器の周波数特性を考慮してディジタルプリディストータを構成できる。
FIG. 34 shows a modification of the embodiment of FIG. In FIG. 34, as in the embodiment of FIG. 10, the predistortion processing is performed on the pilot signal and the transmission signal by the independent digital predistorters 20 1 and 20 2 , respectively. The configuration of each digital predistorter 20 1 , 20 2 is the same as that of the digital predistorter 20 in the embodiment shown in FIG. The output of the digital predistorter 20 2 on the pilot signal side is converted to an analog signal by the digital / analog converter 31 2, and the frequency is converted to a frequency band different from that of the transmission signal by the first frequency up-converter 34. The set frequency of the local oscillator 34A of the frequency up-conversion unit 34 is swept by the digital predistorter control unit 50, so that the pilot signal frequency within the operating band of the power amplifier 37 is swept. The two digital predistorters 20 1 and 20 2 perform parameter synchronization control in the digital predistorter control unit 50.
In this way, a digital predistorter can be configured in consideration of the frequency characteristics of the power amplifier.

以上説明したように、本発明によれば、(1) 高い歪補償量を達成でき、(2) 簡易な構成が可能であり、(3) 小型な送信機を提供でき、(4) 温度変化又は経年変化に対して歪補償量を最適に維持できるので、例えばマイクロ波帯無線通信送信機の線形電力増幅器、増幅方法及びそのディジタルプリディストータ設定方法に適用できる。   As described above, according to the present invention, (1) a high amount of distortion compensation can be achieved, (2) a simple configuration is possible, (3) a small transmitter can be provided, and (4) temperature change Alternatively, since the distortion compensation amount can be optimally maintained with respect to secular change, it can be applied to, for example, a linear power amplifier, an amplification method, and a digital predistorter setting method of a microwave radio communication transmitter.

効率対1dB利得圧縮点からの出力バックオフの関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship of the output back-off from efficiency vs 1dB gain compression point. 3次歪成分に関する振幅偏差と位相偏差の関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between the amplitude deviation regarding a 3rd-order distortion component, and a phase deviation. 電力増幅器の振幅対周波数及び位相対周波数特性の例を示すグラフ。The graph which shows the example of the amplitude versus frequency and phase versus frequency characteristic of a power amplifier. この発明による線形電力増幅器の原理的構成を示すブロック図。The block diagram which shows the fundamental structure of the linear power amplifier by this invention. 関連発明による線形電力増幅器の第1関連例を示すブロック図。The block diagram which shows the 1st related example of the linear power amplifier by related invention. 図5の各部の信号のスペクトルを模式的に示す図。The figure which shows typically the spectrum of the signal of each part of FIG. 関連発明による線形電力増幅方法を実施する処理手順を示すフロー図。The flowchart which shows the process sequence which implements the linear power amplification method by related invention. 関連発明による線形電力増幅器の第2関連例を示すブロック図。The block diagram which shows the 2nd related example of the linear power amplifier by related invention. 図8における各部のスペクトルを模式的に示す図。The figure which shows the spectrum of each part in FIG. 8 typically. この発明による線形電力増幅器の第1実施例を示すブロック図。The block diagram which shows 1st Example of the linear power amplifier by this invention. この発明による線形電力増幅器の第2実施例を示すブロック図。The block diagram which shows 2nd Example of the linear power amplifier by this invention. 第1及び第2実施例の変形実施例を示すブロック図。The block diagram which shows the modified example of 1st and 2nd Example. 図10の変形実施例を示すブロック図。FIG. 11 is a block diagram showing a modified example of FIG. 10. 図12の変形実施例を示すブロック図。FIG. 13 is a block diagram showing a modified example of FIG. 12. ディジタルプリディストータ用制御部の他の構成例を示すブロック図。The block diagram which shows the other structural example of the control part for digital predistorters. AはFETの等価回路を示す図、BはFETにより構成された増幅器の等価回路を示す図。A is a diagram showing an equivalent circuit of an FET, and B is a diagram showing an equivalent circuit of an amplifier constituted by the FET. 関連発明による線形電力増幅器の第3関連例の原理的構成を示すブロック図。The block diagram which shows the fundamental structure of the 3rd related example of the linear power amplifier by related invention. 第3関連例の動作を説明するためのグラフ。The graph for demonstrating operation | movement of a 3rd related example. 第3関連例の具体的構成例を示すブロック図。The block diagram which shows the specific structural example of a 3rd related example. 関連発明の第4関連例の構成例を示すブロック図。The block diagram which shows the structural example of the 4th related example of related invention. この発明の第5関連例の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the 5th related example of this invention. 図21におけるパイロット信号発生器12がパイロット信号として変調信号を発生する場合の変形実施例を示すブロック図。The block diagram which shows the modified example in case the pilot signal generator 12 in FIG. 21 produces | generates a modulation signal as a pilot signal. 関連発明の第6関連例の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the 6th related example of related invention. 周波数特性補償器の特性を求める処理手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the process sequence which calculates | requires the characteristic of a frequency characteristic compensator. 3次歪に対する補償歪の生成を説明する周波数チャート。The frequency chart explaining the production | generation of the compensation distortion with respect to a tertiary distortion. Aは線形補間により求めた周波数特性補償器の利得周波数特性を示す図、Bは周波数特性補償器の位相周波数特性を示す図。A is a diagram showing the gain frequency characteristic of the frequency characteristic compensator obtained by linear interpolation, and B is a diagram showing the phase frequency characteristic of the frequency characteristic compensator. Aは多項式補間により求めた周波数特性補償器の利得周波数特性を示す図、Bは周波数特性補償器の決定された位相周波数特性を示す図。A is a diagram showing gain frequency characteristics of a frequency characteristic compensator obtained by polynomial interpolation, and B is a diagram showing determined phase frequency characteristics of the frequency characteristic compensator. Aは線形補間により求めた周波数特性補償器と利得調整器を含めた利得周波数特性を示す図、Bは周波数特性補償器と位相調整器を含めた位相周波数特性を示す図。A is a diagram showing a gain frequency characteristic including a frequency characteristic compensator and a gain adjuster obtained by linear interpolation, and B is a diagram showing a phase frequency characteristic including a frequency characteristic compensator and a phase adjuster. Aは多項式補間により求めた周波数特性補償器と利得調整器を含めた利得周波数特性を示す図、Bは周波数特性補償器と位相調整器を含めた位相周波数特性を示す図。A is a diagram showing a gain frequency characteristic including a frequency characteristic compensator and a gain adjuster obtained by polynomial interpolation, and B is a diagram showing a phase frequency characteristic including a frequency characteristic compensator and a phase adjuster. 関連発明の第7関連例の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the 7th related example of related invention. 関連発明の第8関連例の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the 8th related example of related invention. 関連発明の第9関連例の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the 9th related example of related invention. 図32の第9関連例における周波数特性補償期の特性を設定する処理手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the process sequence which sets the characteristic of the frequency characteristic compensation period in the 9th related example of FIG. 図32の実施例の変形例を示すブロック図。The block diagram which shows the modification of the Example of FIG.

Claims (7)

ディジタル送信信号を入力し、べき級数モデルにより前置歪処理を行い前置歪付加信号を生成する第1ディジタルプリディストータと、
上記第1ディジタルプリディストータにより出力された上記前置歪付加信号をアナログ前置歪付加信号に変換する第1ディジタルアナログ変換器と、
上記アナログ前置歪付加信号を送信周波数帯にアップコンバートする第1周波数アップコンバート部と、
ディジタルパイロット信号を発生するパイロット信号発生器と、
上記ディジタルパイロット信号を入力し、べき級数モデルにより前置歪処理を行い前置歪付加パイロット信号を生成する第2ディジタルプリディストータと、
上記前置歪付加パイロット信号をアナログ前置歪付加パイロット信号に変換する第2ディジタルアナログ変換器と、
上記アナログ前置歪付加パイロット信号を所定の周波数でアップコンバートする第2周波数アップコンバート部と、
上記第2周波数アップコンバート部の出力と上記アナログ前置歪付加送信信号を合成し、上記第1周波数アップコンバート部に入力する合成器と、
上記合成器の出力信号を電力増幅する電力増幅器と、
上記電力増幅器の出力の一部をダウンコンバートし、ダウンコンバート信号を出力する周波数ダウンコンバート部と、
上記ダウンコンバート信号から上記べき級数モデルと同じ奇数次の歪成分を抽出し、その奇数次歪成分のレベルが小さくなるように上記第1、第2ディジタルプリディストータの係数を制御するディジタルプリディストータ制御部と、
を含むことを特徴とする線形電力増幅器。
A first digital predistorter that inputs a digital transmission signal and performs predistortion processing by a power series model to generate a predistortion added signal;
A first digital-to-analog converter that converts the predistorted signal output from the first digital predistorter into an analog predistorted signal;
A first frequency up-conversion unit that up-converts the analog predistorted signal to a transmission frequency band;
A pilot signal generator for generating a digital pilot signal;
A second digital predistorter that inputs the digital pilot signal and performs predistortion processing by a power series model to generate a predistorted pilot signal;
A second digital-to-analog converter for converting the predistorted pilot signal to an analog predistorted pilot signal;
A second frequency up-conversion unit for up-converting the analog predistorted pilot signal at a predetermined frequency;
A synthesizer that synthesizes the output of the second frequency up-conversion unit and the analog predistorted transmission signal and inputs the synthesized signal to the first frequency up-conversion unit;
A power amplifier for amplifying the output signal of the combiner;
A frequency down-conversion unit for down-converting a part of the output of the power amplifier and outputting a down-conversion signal;
A digital predistorter that extracts the same odd-order distortion component as the power series model from the down-converted signal and controls the coefficients of the first and second digital predistorters so that the level of the odd-order distortion component is reduced. A tota control unit;
A linear power amplifier comprising:
ディジタル送信信号を入力し、べき級数モデルにより前置歪処理を行い前置歪付加信号を生成する第1ディジタルプリディストータと、
上記第1ディジタルプリディストータにより出力された上記前置歪付加信号をアナログ前置歪付加信号に変換する第1ディジタルアナログ変換器と、
上記アナログ前置歪付加信号を送信周波数帯にアップコンバートする第1周波数アップコンバート部と、
ディジタルパイロット信号を発生するパイロット信号発生器と、
上記ディジタルパイロット信号を入力し、べき級数モデルにより前置歪処理を行い前置歪付加パイロット信号を生成する第2ディジタルプリディストータと、
上記前置歪付加パイロット信号をアナログ前置歪付加パイロット信号に変換する第2ディジタルアナログ変換器と、
上記アナログ前置歪付加パイロット信号を上記第1周波数と異なる所定の第2周波数で送信周波数帯にアップコンバートする第2周波数アップコンバート部と、
上記第1周波数アップコンバート部の出力と上記第2周波数アップコンバート部の出力を合成し、上記電力増幅器に入力する合成器と、
上記合成器の出力信号を電力増幅する電力増幅器と、
上記電力増幅器の出力の一部をダウンコンバートし、ダウンコンバート信号を出力する周波数ダウンコンバート部と、
上記ダウンコンバート信号から上記べき級数モデルと同じ奇数次の歪成分を抽出し、その奇数次歪成分のレベルが小さくなるように上記第1、第2ディジタルプリディストータの係数を制御するディジタルプリディストータ制御部と、
を含むことを特徴とする線形電力増幅器。
A first digital predistorter that inputs a digital transmission signal and performs predistortion processing by a power series model to generate a predistortion added signal;
A first digital-to-analog converter that converts the predistorted signal output from the first digital predistorter into an analog predistorted signal;
A first frequency up-conversion unit that up-converts the analog predistorted signal to a transmission frequency band;
A pilot signal generator for generating a digital pilot signal;
A second digital predistorter that inputs the digital pilot signal and performs predistortion processing by a power series model to generate a predistorted pilot signal;
A second digital-to-analog converter for converting the predistorted pilot signal to an analog predistorted pilot signal;
A second frequency up-conversion unit for up-converting the analog predistorted pilot signal to a transmission frequency band at a predetermined second frequency different from the first frequency;
A combiner for combining the output of the first frequency up-conversion unit and the output of the second frequency up-conversion unit and inputting the output to the power amplifier;
A power amplifier for amplifying the output signal of the combiner;
A frequency down-conversion unit for down-converting a part of the output of the power amplifier and outputting a down-conversion signal;
A digital predistorter that extracts the same odd-order distortion component as the power series model from the down-converted signal and controls the coefficients of the first and second digital predistorters so that the level of the odd-order distortion component is reduced. A tota control unit;
A linear power amplifier comprising:
請求項1又は2に記載の線形電力増幅器におけるディジタルプリディストータの設定方法であり、
(a) ディジタルパイロット信号を発生するステップと、
(b) 上記ディジタルパイロット信号に予め決めた数の奇数次の歪成分を付加して前置歪付加パイロット信号を生成するステップと、
(c) 上記前置歪付加パイロット信号をアナログ前置歪付加信号に変換するステップと、
(d) 上記アナログ前置歪付加信号を予め決めたキャリア周波数で送信周波数帯にアップコンバートするステップと、
(e) 上記アップコンバートされた信号を電力増幅するステップと、
(f) 上記電力増幅された出力信号の一部をダウンコンバートとし、パイロット信号成分を出力するステップと、
(g) 上記パイロット信号成分からべき級数モデルによる奇数次歪成分のレベルが小さくなるように上記ディジタルプリディストータの係数を制御するステップ、
とを含むことを特徴とするディジタルプリディストータ設定方法。
A digital predistorter setting method in the linear power amplifier according to claim 1 or 2,
(a) generating a digital pilot signal;
(b) adding a predetermined number of odd-order distortion components to the digital pilot signal to generate a predistorted pilot signal;
(c) converting the predistorted pilot signal to an analog predistorted signal;
(d) Upconverting the analog predistorted signal to a transmission frequency band at a predetermined carrier frequency;
(e) power amplifying the upconverted signal;
(f) downconverting a part of the power amplified output signal and outputting a pilot signal component;
(g) controlling the coefficient of the digital predistorter so that the level of the odd-order distortion component by the power series model is reduced from the pilot signal component;
And a digital predistorter setting method.
請求項3記載のディジタルプリディストータ設定方法において、上記ステップ(g) は、上記奇数次成分の上記送信信号に対するレベル比が予め決めた値以下となるように上記ディジタルプリディストータの係数を繰り返し調整するステップを含むことを特徴とするディジタルプリディストータ設定方法。   4. The digital predistorter setting method according to claim 3, wherein the step (g) repeats the coefficient of the digital predistorter so that the level ratio of the odd-order component to the transmission signal is not more than a predetermined value. A digital predistorter setting method comprising a step of adjusting. 請求項3又は4に記載のディジタルプリディストータ設定方法において、上記ステップ(a) は、上記パイロット信号として等レベルで周波数の異なる2つのディジタルトーン信号を生成するステップを含むことを特徴とするディジタルプリディストータ設定方法。   5. The digital predistorter setting method according to claim 3 or 4, wherein said step (a) includes a step of generating two digital tone signals having different frequencies at equal levels as said pilot signal. Predistorter setting method. 線形電力増幅方法であり、
(a) ディジタルパイロット信号をディジタルプリディストータに入力し、その信号に対しべき級数モデルによる予め決めた数の奇数次の歪成分を付加した前置歪付加パイロット信号を生成するステップと、
(b) 上記前置歪付加パイロット信号をアナログ前置歪付加信号に変換するステップと、
(c) 上記アナログ前置歪付加パイロット信号を予め決めたキャリア周波数で送信周波数帯にアップコンバートするステップと、
(d) 上記アップコンバートされた信号を電力増幅するステップと、
(e) 上記電力増幅された出力信号の一部をダウンコンバートし、奇数次歪成分を抽出するステップと、
(f) 上記奇数次歪成分の送信信号に対するレベル比が予め決めた値以下となるように上記プリディストータの係数を制御するステップ、
とを含むことを特徴とする線形電力増幅方法。
A linear power amplification method,
(a) inputting a digital pilot signal to a digital predistorter, and generating a predistorted pilot signal in which a predetermined number of odd-order distortion components are added to the signal by a power series model;
(b) converting the predistorted pilot signal to an analog predistorted signal;
(c) Upconverting the analog predistorted pilot signal to a transmission frequency band at a predetermined carrier frequency;
(d) power amplifying the upconverted signal;
(e) downconverting a part of the power amplified output signal to extract odd-order distortion components;
(f) controlling the coefficient of the predistorter so that the level ratio of the odd-order distortion component to the transmission signal is not more than a predetermined value;
A linear power amplification method comprising:
請求項6に記載の線形電力増幅方法において、上記ステップ(a) は異なる周波数で等レベルの2つのディジタルトーン信号を合成して上記ディジタルパイロット信号を生成するステップであり、上記ステップ(e) は上記ディジタルパイロット信号の奇数次歪成分を抽出するステップであることを特徴とする線形電力増幅方法。   7. The linear power amplification method according to claim 6, wherein the step (a) is a step of generating the digital pilot signal by synthesizing two digital tone signals having equal levels at different frequencies. A linear power amplification method comprising the step of extracting odd-order distortion components of the digital pilot signal.
JP2006060195A 2002-12-10 2006-03-06 Linear power amplification method, linear power amplifier and digital predistorter setting method thereof Expired - Fee Related JP4399427B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006060195A JP4399427B2 (en) 2002-12-10 2006-03-06 Linear power amplification method, linear power amplifier and digital predistorter setting method thereof

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002358604 2002-12-10
JP2003029992 2003-02-06
JP2003029988 2003-02-06
JP2003079282 2003-03-24
JP2003203127 2003-07-29
JP2006060195A JP4399427B2 (en) 2002-12-10 2006-03-06 Linear power amplification method, linear power amplifier and digital predistorter setting method thereof

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003411356A Division JP3946188B2 (en) 2002-12-10 2003-12-10 Linear power amplification method, linear power amplifier and digital predistorter setting method thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2006191673A true JP2006191673A (en) 2006-07-20
JP4399427B2 JP4399427B2 (en) 2010-01-13

Family

ID=36798239

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006060195A Expired - Fee Related JP4399427B2 (en) 2002-12-10 2006-03-06 Linear power amplification method, linear power amplifier and digital predistorter setting method thereof

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4399427B2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009090825A1 (en) * 2008-01-15 2009-07-23 Mitsubishi Electric Corporation Predistorter
WO2013084778A1 (en) 2011-12-09 2013-06-13 株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ Predistorter, predistorter control method

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009090825A1 (en) * 2008-01-15 2009-07-23 Mitsubishi Electric Corporation Predistorter
US8040182B2 (en) 2008-01-15 2011-10-18 Mitsubishi Electric Corporation Predistorter
JP5137973B2 (en) * 2008-01-15 2013-02-06 三菱電機株式会社 Predistorter
WO2013084778A1 (en) 2011-12-09 2013-06-13 株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ Predistorter, predistorter control method

Also Published As

Publication number Publication date
JP4399427B2 (en) 2010-01-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1429453B1 (en) Linear power amplification method and linear power amplifier
JP3946188B2 (en) Linear power amplification method, linear power amplifier and digital predistorter setting method thereof
JP4755651B2 (en) Nonlinear distortion detection method and distortion compensation amplification apparatus
KR100659592B1 (en) Digital predistorter using power series model
KR101126401B1 (en) Digital Predistortion Apparatus and Method in Power Amplifier
KR101058733B1 (en) Precompensation Device Compensates for Nonlinear Distortion Characteristics of Power Amplifiers
KR100837743B1 (en) Digital predistortion system and method for correcting memory effects within an rf power amplifier
US7196576B2 (en) Method and apparatus for control of predistortion linearizer based on power series
JP4280787B2 (en) Predistorter
US6298097B1 (en) Amplifier with wideband digital predistortion
US7755425B2 (en) Method and apparatus for reducing frequency memory effects in RF power amplifiers
US6307435B1 (en) High power amplifier linearization method using modified linear-log model predistortion
JP2015142325A (en) Distortion compensation device and distortion compensation method
US6429740B1 (en) High power amplifier linearization method using extended saleh model predistortion
JP4399427B2 (en) Linear power amplification method, linear power amplifier and digital predistorter setting method thereof
JP4559983B2 (en) Linear power amplifier and digital predistorter setting method thereof
JP4273129B2 (en) Linear power amplifier and digital predistorter setting method thereof
KR20050064485A (en) Predistortion apparatus and method for compensating non-linearility of the power amplifier
JP4273128B2 (en) Linear power amplifier and digital predistorter setting method thereof
KR100865886B1 (en) Apparatus for calibrating non-linearity of amplifier
KR100487209B1 (en) Predistortion apparatus and method for compensating non-linearility of the power amplifier using look-up table
KR20060098680A (en) Analog pre-distortion apparatus and method for compensating memory effect of power amplifier in a wireless communication system
RU2761856C1 (en) Method for increasing the linearity of high-frequency power amplifiers and apparatus for implementation thereof
KR101008037B1 (en) Apparatus and method for predistortion of base transceiver station in mobile communication system
JP2016086354A (en) Power amplification device

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090217

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090416

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20091013

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20091026

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121030

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4399427

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131030

Year of fee payment: 4

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees