JP2006261952A - 歪補償装置および歪補償係数更新方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ハードウェア規模およびコストの増大を抑制しつつ、歪補償係数を万遍なく更新すること。
【解決手段】 更新用係数計算部１０８は、増幅器１０４による増幅前後の信号から増幅器特性の逆特性を更新用係数として計算する。更新用係数記憶部１０９は、送信信号の信号レベルに応じたアドレス領域に、各信号レベルに対応する更新用係数を記憶している。更新用係数記憶部１０９におけるアドレス領域の数は、歪補償係数を記憶する歪補償係数記憶部１１１におけるアドレス領域の数よりも大幅に少なく、広範囲の信号レベルの送信信号に１つの更新用係数が対応している。補間部１１０は、更新用係数記憶部１０９に記憶された更新用係数を補間して、信号レベルごとの増幅器特性の逆特性を示す特性曲線を求め、特性曲線を所定の信号レベル幅ごとに量子化して、信号レベル幅ごとの歪補償係数を求める。
【選択図】 図１

Description

本発明は、歪補償装置および歪補償係数更新方法に関し、特に携帯電話などの無線通信装置において送信信号を増幅する際に生じる非線形歪みを補償する歪補償装置および歪補償係数更新方法に関する。

一般に、信号のレベルを増幅する際の増幅器による信号の非線形歪みを補償する技術としては、大きくフィードフォワード方式およびプリディストーション方式の２つがある。これらのうちプリディストーション方式は、増幅器への入力信号をあらかじめ増幅器特性の逆特性で歪ませておく方式であり、無線通信装置においては一般的に、図１０（ａ）に示すような回路構成を採る。図１０（ａ）の回路においては、プリディストータによって増幅器特性の逆特性に相当する歪補償係数が送信信号に乗算され、その後、増幅器によって増幅された送信信号がアンテナから送信される。

つまり、レベルＶ_iの送信信号のプリディストータにおける入出力レベルをそれぞれＶ_i,PD、Ｖ_o,PDとし、増幅器における入出力レベルをそれぞれＶ_i,PA、Ｖ_o,PAとすれば、レベルＶ_i,PDの入力信号はプリディストータによって図１０（ｂ）の左図に示すようなレベルＶ_o,PDの出力信号へ変換され、レベルＶ_i,PAの入力信号は増幅器によって図１０（ｂ）の中央の図に示すようなレベルＶ_o,PAの出力信号へ変換される。この結果、最終的にアンテナから送信される信号のレベルＶ_oと最初の送信信号のレベルＶ_iとの関係は、図１０（ｂ）の右図に示すように線形となり、非線形歪みが補償されたこととなる。

ところで、プリディストーション方式においては、増幅器特性の逆特性を示す歪補償係数が送信信号に乗算されるが、増幅器特性は、動作環境などによって変化することがある。したがって、増幅器特性の逆特性も常に一定ではなく、送信信号に対して乗算すべき歪補償係数も更新する必要がある。そこで、増幅器による増幅後の信号をプリディストータへフィードバックし、適応的に歪補償係数を更新するアダプティブプリディストーション方式が用いられることがある（例えば特許文献１参照）。

一般に、アダプティブプリディストーション方式においては、増幅器への入力信号と増幅後のフィードバック信号とから増幅器特性が求められるため、あるレベルの入力信号が増幅器に入力される度に、この入力信号レベルに対応する増幅器特性が求められることになる。したがって、逆特性に相当する歪補償係数についても、入力信号レベルに対応する歪補償係数のみが更新される。このため、同程度のレベルの入力信号が連続すると、この入力信号レベル以外に対応する歪補償係数については、更新が行われないことになってしまう。

そこで、特許文献１においては、増幅器による増幅後の信号がフィードバックされると、プリディストータは、入力信号とフィードバック信号から入力信号のレベルにおける増幅器特性を求め増幅器特性の補間を行う。そして、補間後の増幅器特性から逆特性に相当する歪補償係数が算出され、さらに入力信号に応じた歪補償係数の補間が行われる。

このように、増幅器特性および歪補償係数の補間を行うことにより、同程度のレベルの入力信号が連続した場合でも、広い範囲の入力信号レベルに対応する増幅器特性を求め、歪補償係数を万遍なく更新することができる。
特開２００１−２６８１５０号公報

しかしながら、上述した特許文献１のアダプティブプリディストーション方式においては、増幅器特性および歪補償係数の補間を行うため、プリディストータの演算量が増大し、結果として、ハードウェア規模の増大およびコストの増大を招くことになる。

また、特に、入力信号が広帯域の信号である場合は、プリディストータにおける複素補間および複素乗算の処理速度を入力信号のサンプリング速度に追従させるために、ハードウェア規模およびコストのさらなる増大を招くことになる。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、ハードウェア規模およびコストの増大を抑制しつつ、歪補償係数を万遍なく更新することができる歪補償装置および歪補償係数更新方法を提供することを目的とする。

本発明に係る歪補償装置は、増幅器への入力信号にあらかじめ歪補償係数を乗算して歪補償を行う歪補償装置であって、前記増幅器への入力信号および前記増幅器からの出力信号を用いて前記増幅器の増幅器特性に対応する更新用係数を信号レベルごとに算出する算出手段と、算出された信号レベルごとの更新用係数を補間する補間手段と、補間結果を所定の信号レベル幅で量子化して信号レベルごとの歪補償係数を取得する取得手段と、を有し、前記算出手段は、前記信号レベル幅よりも大きい幅の信号レベルごとに更新用係数を算出する構成を採る。

本発明に係る送信装置は、上記の歪補償装置を有する構成を採る。

本発明に係る歪補償係数更新方法は、増幅器への入力信号にあらかじめ歪補償係数を乗算して歪補償を行う歪補償装置における歪補償係数更新方法であって、前記増幅器への入力信号および前記増幅器からの出力信号を用いて前記増幅器の増幅器特性に対応する更新用係数を信号レベルごとに算出する算出ステップと、算出された信号レベルごとの更新用係数を補間する補間ステップと、補間結果を所定の信号レベル幅で量子化して信号レベルごとの歪補償係数を取得する取得ステップと、を有し、前記算出ステップは、前記信号レベル幅よりも大きい幅の信号レベルごとに更新用係数を算出するようにした。

これらによれば、１つの歪補償係数に対応する信号レベル幅よりも大きい幅の信号レベルごとに更新用係数を算出し、算出された更新用係数を補間した上で量子化を行って歪補償係数を取得する。このため、補間のための処理負荷および処理遅延を小さくすることができるとともに、広範囲な信号レベルに対応する歪補償係数を同時に取得することができる。結果として、ハードウェア規模およびコストの増大を抑制しつつ、歪補償係数を万遍なく更新することができる。

本発明によれば、ハードウェア規模およびコストの増大を抑制しつつ、歪補償係数を万遍なく更新することができる。

本発明の骨子は、増幅器への入力前後の信号を用いて、１つの係数が広範囲の入力信号レベルに対応する粗い更新用係数を更新し、更新用係数を補間した結果を量子化して、１つの係数が狭範囲の入力信号レベルに対応する密な歪補償係数を求めることである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る歪補償装置を備えた送信装置の要部構成を示すブロック図である。図１に示す送信装置は、乗算器１０１、Ｄ／Ａ変換部１０２、直交変調部１０３、増幅器１０４、方向性結合器１０５、直交復調部１０６、Ａ／Ｄ変換部１０７、更新用係数計算部１０８、更新用係数記憶部１０９、補間部１１０、歪補償係数記憶部１１１、信号レベル計算部１１２、アドレス生成部１１３、およびアドレス生成部１１４を有している。

乗算器１０１は、送信信号に対して歪補償係数を乗算することにより、送信信号にあらかじめ増幅器特性の逆特性をかけておく。

Ｄ／Ａ変換部１０２は、送信信号をＤ／Ａ変換し、得られたアナログ信号を直交変調部１０３へ出力する。

直交変調部１０３は、アナログ信号を直交変調し、得られた変調信号を増幅器１０４へ出力する。

増幅器１０４は、変調信号を増幅し、得られた増幅信号を方向性結合器１０５へ出力する。このとき、増幅器１０４は、増幅器特性によって非線形に歪んだ増幅を行うが、送信信号には乗算器１０１においてあらかじめ増幅器特性の逆特性がかけられているため、増幅器１０４からの出力信号は歪んでいないことになる。なお、増幅器特性は、入力信号レベルによって異なっているとともに、動作環境によって変化することがある。

方向性結合器１０５は、増幅器１０４の出力信号をアンテナを介して送信するとともに、直交復調部１０６へフィードバックする。

直交復調部１０６は、方向結合器１０５からフィードバックされたフィードバック信号を直交復調し、得られた復調信号をＡ／Ｄ変換部１０７へ出力する。

Ａ／Ｄ変換部１０７は、復調信号をＡ／Ｄ変換し、得られたデジタルフィードバック信号を更新用係数計算部１０８へ出力する。

更新用係数計算部１０８は、増幅器１０４による増幅前の送信信号と増幅器１０４による増幅後のデジタルフィードバック信号とから送信信号の信号レベルに対応する更新用係数を更新する。すなわち、更新用係数計算部１０８は、増幅器１０４による増幅後の理想的な信号と実際の信号とのずれから増幅器特性を算出し、増幅器特性の逆特性を更新用係数として計算する。

更新用係数記憶部１０９は、送信信号の信号レベルに応じたアドレス領域に、各信号レベルに対応する更新用係数を記憶している。更新用係数記憶部１０９におけるアドレス領域の数は、歪補償係数を記憶する歪補償係数記憶部１１１におけるアドレス領域の数よりも大幅に少なく、広範囲の信号レベルの送信信号に１つのアドレス領域が対応している。換言すれば、広範囲の信号レベルの送信信号に１つの更新用係数が対応していることになり、更新用係数記憶部１０９は、増幅器の逆特性としてそのまま用いるには粗い区切りで信号レベルごとの更新用係数を記憶している。したがって、更新用係数記憶部１０９が記憶する更新用係数の数は、増幅器の逆特性として実際に用いられる歪補償係数の数よりも少なく、更新用係数記憶部１０９のハードウェア規模は微小なもので十分である。

補間部１１０は、更新用係数記憶部１０９に記憶された更新用係数を補間（線形補間、スプライン補間、ラグランジュ補間など）して、信号レベルごとの増幅器特性の逆特性を示す特性曲線を求める。上述したように、更新用係数記憶部１０９に記憶された更新用係数の数は比較的少ないため、補間に用いられるサンプル数が少なく、処理に要する時間は短時間で済む。さらに、補間のために行われる演算量が少なく、補間部１１０のハードウェア規模は微小なもので十分である。そして、補間部１１０は、更新用係数の補間によって得られた特性曲線を所定の信号レベル幅ごとに量子化して、信号レベル幅ごとの歪補償係数を歪補償係数記憶部１１１へ出力する。

歪補償係数記憶部１１１は、補間部１１０から出力される信号レベルごとの歪補償係数を記憶している。つまり、歪補償係数記憶部１１１は、送信信号の信号レベルに応じたアドレス領域に、各信号レベルに対応する歪補償係数を記憶している。歪補償係数記憶部１１１は、更新用係数記憶部１０９よりも大幅に多数のアドレス領域を有しており、微小な範囲の信号レベルごとに１つの歪補償係数を記憶している。そして、歪補償係数記憶部１１１は、アドレス生成部１１３から通知されるアドレス領域に記憶された歪補償係数を乗算器１０１へ出力する。

信号レベル計算部１１２は、送信信号の信号レベルを計算し、アドレス生成部１１３およびアドレス生成部１１４へ出力する。

アドレス生成部１１３は、送信信号の信号レベルに応じたアドレスを生成し、歪補償係数記憶部１１１へ通知する。具体的には、アドレス生成部１１３は、例えば図２（ａ）に示すように、送信信号の信号レベルを１０２４段階のアドレスに対応させており、信号レベルに応じたアドレスを歪補償係数記憶部１１１へ通知する。つまり、上述したように、歪補償係数記憶部１１１は多数のアドレス領域を有しているため、アドレス生成部１１３は、狭範囲の信号レベルに１つのアドレスを対応させている。

アドレス生成部１１４は、送信信号の信号レベルに応じたアドレスを生成し、更新用係数記憶部１０９へ通知する。具体的には、アドレス生成部１１４は、例えば図２（ｂ）に示すように、送信信号の信号レベルを１２８段階のアドレスに対応させており、信号レベルに応じたアドレスを更新用係数記憶部１０９へ通知する。つまり、上述したように、更新用係数記憶部１０９は少数のアドレス領域を有しているため、アドレス生成部１１４は、広範囲の信号レベルに１つのアドレスを対応させている。

なお、本実施の形態においては、更新用係数計算部１０８、更新用係数記憶部１０９、補間部１１０、およびアドレス生成部１１４が歪補償係数を更新するための歪補償係数更新部を形成している。

次いで、上記のように構成された歪補償装置による歪補償係数の更新方法について、図３に示すフロー図および図４〜６を参照して、具体的に例を挙げながら説明する。

まず、送信信号は、乗算器１０１へ入力されて既に歪補償係数記憶部１１１に記憶されている歪補償係数が乗算され、Ｄ／Ａ変換部１０２によってＤ／Ａ変換され、直交変調部１０３によって直交変調され、増幅器１０４によって増幅される。このとき、歪補償係数記憶部１１１によって記憶されている歪補償係数が増幅器１０４の増幅器特性の逆特性と精度良く対応していれば、歪補償係数によって増幅器特性の非線形歪みが相殺され、送信信号は見かけ上線形増幅されることになる。

増幅された送信信号は、方向性結合器１０５からアンテナを介して送信されるとともに、方向性結合器１０５から直交復調部１０６へフィードバックされる。そして、フィードバック信号は、直交復調部１０６によって直交復調され、Ａ／Ｄ変換部１０７によってＡ／Ｄ変換され、更新用係数計算部１０８へ入力される。

一方、送信信号は、乗算器１０１に入力されると同時に更新用係数計算部１０８および信号レベル計算部１１２にも入力されており、以下のように歪補償係数更新部による歪補償係数の更新が行われる。

すなわち、まず、送信信号およびフィードバック信号が更新用係数計算部１０８へ入力されると、送信信号の信号レベルに対応する更新用係数が算出される（ＳＴ１０００）。具体的には、送信信号を増幅器１０４の増幅率で増幅した場合の理想的な信号レベルとフィードバック信号の実際の信号レベルとを比較し、これらの信号レベルのずれから増幅器１０４の増幅器特性を求め、増幅器特性の逆特性として更新用係数を算出する。したがって、例えば図４に示すように、信号レベルｘに対応する更新用係数がａ₁からａ₂へ更新される。このとき、送信信号の信号レベルはｘであるが、上述したように、広範囲の信号レベルに１つの更新用係数が対応しているため、広範囲の信号レベルに対応する更新用係数が同時に更新されることになる。更新されて得られた更新用係数は、更新用係数記憶部１０９に記憶される。

また、送信信号が信号レベル計算部１１２へ入力されると、信号レベルが算出されてアドレス生成部１１３およびアドレス生成部１１４へ入力される。そして、アドレス生成部１１３およびアドレス生成部１１４によって、送信信号の信号レベルに応じたアドレスが生成される。すなわち、アドレス生成部１１３によって、歪補償係数記憶部１１１から歪補償係数を読み出すためのアドレスが、例えば図２（ａ）に示した１０２４種類のアドレスから送信信号の信号レベルに応じて選択される。また、アドレス生成部１１４によって、更新用係数記憶部１０９から更新用係数を読み出すためのアドレスが、例えば図２（ｂ）に示した１２８種類のアドレスから送信信号の信号レベルに応じて選択される。

そして、アドレス生成部１１４によってアドレスが生成されると、このアドレスは更新用係数記憶部１０９へ出力され、アドレスに記憶された更新用係数が補間部１１０へ出力される（ＳＴ１１００）。ここで出力される更新用係数は、送信信号の信号レベルに応じたものであるため、送信信号とフィードバック信号とから更新用係数計算部１０８によって更新された更新用係数である。

更新用係数は、補間部１１０によって、例えば線形補間、スプライン補間、またはラグランジュ補間などの補間法により補間される（ＳＴ１２００）。すなわち、例えば図５に点線で示される更新用係数が補間され、図５に実線で示される特性曲線が得られる。更新用係数は、信号レベルごとの増幅器１０４の逆特性を離散的に示しているため、特性曲線は、信号レベルごとの増幅器１０４の逆特性を連続的に示したものとなる。そして、広範囲の信号レベルに１つの更新用係数が対応しているため、補間部１１０における補間では、補間に用いられるサンプル数は少なく、処理負荷および処理遅延は小さい。したがって、補間に必要となるハードウェア規模およびコストの増大が抑制される。

さらに、１つの更新用係数が更新されると広範囲の信号レベルに対応する更新用係数が更新されることになるため、更新用係数の補間が行われることにより、特性曲線の広い部分が更新されることになる。つまり、送信信号の増幅が１回行われるごとに、広範囲の信号レベルに対応する特性曲線が更新される。

そして、補間部１１０によって、特性曲線が所定の信号レベル幅で量子化され、例えば図６に示すように、信号レベル幅ごとの歪補償係数が算出されて更新される（ＳＴ１３００）。ここでの信号レベル幅は、１つの更新用係数が対応する広範囲の信号レベルよりも小さく、微小な信号レベル幅ごとに歪補償係数が得られる。また、上述したように、送信信号の増幅が１回行われるごとに、広範囲の信号レベルに対応する特性曲線が更新されているため、多数の信号レベル幅に対応する歪補償係数が更新されることになり、送信信号の実際の信号レベルとは異なる信号レベルに対応する歪補償係数も更新される。換言すれば、歪補償係数が万遍なく更新される。このようにして、歪補償係数記憶部１１１に記憶される歪補償係数は常に最新の状態に保たれ、動作環境などによって変化する増幅器１０４の増幅器特性に追従した歪補償係数の更新が行われる。

更新されて得られた歪補償係数は、歪補償係数記憶部１１１に記憶され、以後、アドレス生成部１１３によって生成されたアドレスが歪補償係数記憶部１１１へ出力されると、更新済みの歪補償係数が乗算器１０１へ出力される。

図７は、本実施の形態に係る歪補償係数更新方法によって歪補償係数を更新した場合の、増幅器１０４からの出力信号の信号スペクトラムを示す図である。図７において、スペクトラム２０１は、増幅器１０４単体の出力信号スペクトラムを示しており、スペクトラム２０２は、一般的なプリディストーション方式を適用した場合の増幅器１０４の出力信号スペクトラムを示している。スペクトラム２０１とスペクトラム２０２を比較すると、スペクトラム２０１では、パワーが比較的大きい帯域が広く、送信信号よりも帯域が広くなっていることが判る。一方、スペクトラム２０２では、パワーが比較的大きい帯域が集中しており、非線形歪みが補償されていると考えられる。

しかし、スペクトラム２０２においては、送信信号の帯域外においてもパワーがあまり小さくなっておらず、フロアノイズが生じていることが判る。これは、従来技術においては、歪補償係数の更新の処理負荷を削減するために、広範囲の信号レベルに１つの歪補償係数を対応させているため、実際の増幅器特性の逆特性と歪補償係数との間に大きな差が生じてしまっていることが原因となっている。

一方、本実施の形態においては、広範囲の信号レベルに１つの更新用係数を対応させているものの、更新用係数を補間して実際の増幅器特性の逆特性に近い特性曲線を求めた後、特性曲線の量子化を行って歪補償係数を算出している。したがって、実際の増幅器特性の逆特性と歪補償係数とが近似しており、図７のスペクトラム２０３のように良好な出力信号スペクトラムが得られる。

以上のように、本実施の形態によれば、送信信号と送信信号を増幅して得られるフィードバック信号とから粗い更新用係数を更新し、更新用係数を補間することにより増幅器特性の逆特性を示す特性曲線を求め、特性曲線を細かく量子化して歪補償係数を算出する。このため、更新用係数の補間のための処理負荷および処理遅延が小さく、ハードウェア規模およびコストの増大を抑制することができるとともに、送信信号の信号レベルを中心とした広範囲な信号レベルに対応する歪補償係数を算出して、歪補償係数を万遍なく更新することができる。

（実施の形態２）
本発明の実施の形態２の特徴は、歪補償係数乗算後の送信信号と更新用係数が乗算されたフィードバック信号との比較により更新用係数を算出する点である。

図８は、本発明の実施の形態２に係る歪補償装置を備えた送信装置の要部構成を示すブロック図である。同図において、図１と同じ部分には同じ符号を付し、その説明を省略する。図８に示す送信装置は、乗算器１０１、Ｄ／Ａ変換部１０２、直交変調部１０３、増幅器１０４、方向性結合器１０５、直交復調部１０６、Ａ／Ｄ変換部１０７、更新用係数記憶部１０９、補間部１１０、歪補償係数記憶部１１１、信号レベル計算部１１２、アドレス生成部１１３、アドレス生成部１１４、信号レベル計算部３０１、乗算器３０２、および更新用係数計算部３０３を有している。

信号レベル計算部３０１は、フィードバック信号の信号レベルを計算し、アドレス生成部１１４へ出力する。

乗算器３０２は、フィードバック信号に対して更新用係数を乗算することにより、歪補償係数乗算後の送信信号と比較可能な信号を求めておく。

更新用係数計算部３０３は、歪補償係数乗算後の送信信号と更新用係数乗算後のフィードバック信号とから送信信号の信号レベルに対応する更新用係数を更新する。すなわち、更新用係数計算部３０３は、増幅器１０４の増幅器特性の逆特性に相当する歪補償係数および更新用係数がそれぞれ乗算された送信信号およびフィードバック信号を比較し、これらの信号のずれから増幅器特性を算出し、更新用係数を計算する。

なお、本実施の形態においては、更新用係数記憶部１０９、補間部１１０、アドレス生成部１１４、乗算器３０２、および更新用係数計算部３０３が歪補償係数を更新するための歪補償係数更新部を形成している。

本実施の形態においては、送信信号とフィードバック信号の比較による更新用係数の更新に際して、増幅器１０４の増幅器特性の逆特性に相当する歪補償係数および更新用係数が乗算された信号が比較される。その他の点は実施の形態１と同様であり、粗い更新用係数が更新されると、更新用係数の補間が行われ、得られた特性曲線が量子化されて細かい歪補償係数が算出される。

また、本実施の形態においては、更新用係数の算出に過去に算出された更新用係数乗算後のフィードバック信号が用いられるため、今回算出された更新用係数の精度が過去に算出された更新用係数の精度より悪い場合には、今回算出された更新用係数を破棄することができる。したがって、歪補償係数の収束速度を向上することができる。

以上のように、本実施の形態によれば、歪補償係数乗算後の送信信号と送信信号を増幅して得られるフィードバック信号に更新用係数を乗算した信号とから粗い更新用係数を更新し、更新用係数を補間することにより増幅器特性の逆特性を示す特性曲線を求め、特性曲線を細かく量子化して歪補償係数を算出する。このため、更新用係数の補間のための処理負荷および処理遅延が小さく、ハードウェア規模およびコストの増大を抑制することができるとともに、送信信号の信号レベルを中心とした広範囲な信号レベルに対応する歪補償係数を算出して、歪補償係数を万遍なく更新することができる。

（実施の形態３）
本発明の実施の形態３の特徴は、送信信号とフィードバック信号から直接的に増幅器の増幅器特性を求め、更新用係数として逆特性を計算して補間することにより歪補償係数を算出する点である。

図９は、本発明の実施の形態３に係る歪補償装置を備えた送信装置の要部構成を示すブロック図である。同図において、図１と同じ部分には同じ符号を付し、その説明を省略する。図９に示す送信装置は、乗算器１０１、Ｄ／Ａ変換部１０２、直交変調部１０３、増幅器１０４、方向性結合器１０５、直交復調部１０６、Ａ／Ｄ変換部１０７、補間部１１０、歪補償係数記憶部１１１、信号レベル計算部１１２、アドレス生成部１１３、アドレス生成部１１４、信号レベル計算部４０１、増幅器特性記憶部４０２、乗算器４０３、増幅器特性計算部４０４、および逆特性計算部４０５を有している。

信号レベル計算部４０１は、歪補償係数乗算後の送信信号の信号レベルを計算し、アドレス生成部１１４へ出力する。

増幅器特性記憶部４０２は、歪補償係数乗算後の送信信号の信号レベルに応じたアドレス領域に、各信号レベルに対応する増幅器特性を記憶している。増幅器特性記憶部４０２におけるアドレス領域の数は、実施の形態１における更新用係数記憶部１０９と同様に、歪補償係数記憶部１１１におけるアドレス領域の数よりも大幅に少ない。つまり、増幅器特性記憶部４０２は、逆特性を歪補償係数としてそのまま用いるには粗い区切りで信号レベルごとの増幅器特性を記憶している。したがって、増幅器特性記憶部４０２が記憶する増幅器特性の数は、歪補償係数の数よりも少なく、増幅器特性記憶部４０２のハードウェア規模は微小なもので十分である。

乗算器４０３は、歪補償係数乗算後の送信信号に対して増幅器特性記憶部４０２に記憶された増幅器特性を乗算することにより、擬似的な増幅器１０４の非線形歪みが付加された信号を生成し、増幅器特性計算部４０４へ出力する。

増幅器特性計算部４０４は、実際に増幅器１０４の非線形歪みが付加されたフィードバック信号と乗算器４０３の出力信号とから送信信号の信号レベルに対応する増幅器特性を更新する。すなわち、増幅器特性計算部４０４は、過去に算出された非線形歪みが付加された送信信号と実際に増幅器１０４の非線形歪みが付加されたフィードバック信号とを比較し、これらの信号のずれから増幅器特性を算出する。

逆特性計算部４０５は、増幅器特性記憶部４０２に記憶されている増幅器特性の逆特性を更新用係数として算出し、補間部１１０へ出力する。上述したように、増幅器特性記憶部４０２には粗い区切りで増幅器特性が記憶されているため、逆特性計算部４０５は、粗い区切りで更新用係数としての逆特性を算出する。

なお、本実施の形態においては、補間部１１０、アドレス生成部１１４、増幅器特性記憶部４０２、乗算器４０３、増幅器特性計算部４０４、および逆特性計算部４０５が歪補償係数を更新するための歪補償係数更新部を形成している。

本実施の形態においては、過去に算出された擬似的な非線形歪みが付加された送信信号と実際の増幅器１０４の非線形歪みが付加されたフィードバック信号とを比較することにより、直接的に増幅器特性を求めて記憶しておく。このとき、増幅器特性記憶部４０２は、実施の形態１における更新用係数記憶部１０９と同様に、粗い増幅器特性を記憶している。したがって、逆特性計算部４０５によって、粗い逆特性が算出され、算出された逆特性の補間により特性曲線が求められ、特性曲線が量子化されて細かい歪補償係数が算出される。

つまり、本実施の形態においても、更新用係数として粗い逆特性を求め、粗い逆特性の補間を行うことになるため、補間による処理負荷および処理遅延は小さく、ハードウェア規模およびコストの増大を抑制することができる。なお、本実施の形態においては、粗い増幅器特性の補間を行ってから逆特性を算出するようにすることも可能である。

以上のように、本実施の形態によれば、歪補償係数乗算後の送信信号に過去に算出された非線形歪みが付加された信号と実際に増幅器の非線形歪みが付加されたフィードバック信号とから粗い増幅器特性および粗い逆特性を更新し、得られた逆特性を補間することにより特性曲線を求め、特性曲線を細かく量子化して歪補償係数を算出する。このため、逆特性の補間のための処理負荷および処理遅延が小さく、ハードウェア規模およびコストの増大を抑制することができるとともに、送信信号の信号レベルを中心とした広範囲な信号レベルに対応する歪補償係数を算出して、歪補償係数を万遍なく更新することができる。

本発明の第１の態様に係る歪補償装置は、増幅器への入力信号にあらかじめ歪補償係数を乗算して歪補償を行う歪補償装置であって、前記増幅器への入力信号および前記増幅器からの出力信号を用いて前記増幅器の増幅器特性に対応する更新用係数を信号レベルごとに算出する算出手段と、算出された信号レベルごとの更新用係数を補間する補間手段と、補間結果を所定の信号レベル幅で量子化して信号レベルごとの歪補償係数を取得する取得手段と、を有し、前記算出手段は、前記信号レベル幅よりも大きい幅の信号レベルごとに更新用係数を算出する構成を採る。

この構成によれば、１つの歪補償係数に対応する信号レベル幅よりも大きい幅の信号レベルごとに更新用係数を算出し、算出された更新用係数を補間した上で量子化を行って歪補償係数を取得する。このため、補間のための処理負荷および処理遅延を小さくすることができるとともに、広範囲な信号レベルに対応する歪補償係数を同時に取得することができる。結果として、ハードウェア規模およびコストの増大を抑制しつつ、歪補償係数を万遍なく更新することができる。

本発明の第２の態様に係る歪補償装置は、上記第１の態様において、前記算出手段は、歪補償係数乗算前の入力信号と、前記増幅器からの出力信号と、を比較して前記増幅器特性の逆特性に相当する更新用係数を算出する構成を採る。

この構成によれば、歪補償係数乗算前の入力信号と増幅器の出力信号とから増幅器の逆特性に相当する更新用係数を算出するため、簡便な回路構成で歪補償係数を万遍なく更新することができる。

本発明の第３の態様に係る歪補償装置は、上記第１の態様において、前記算出手段は、歪補償係数乗算後の入力信号と、過去に算出された更新用係数乗算後の出力信号と、を比較して前記増幅器特性の逆特性に相当する更新用係数を算出する構成を採る。

この構成によれば、歪補償係数乗算後の入力信号と過去に算出された更新用係数乗算後の出力信号とから増幅器の逆特性に相当する更新用係数を算出するため、今回算出された更新用係数の精度が過去に算出された更新用係数の精度より悪い場合には、今回算出された更新用係数を破棄することができる。したがって、歪補償係数の収束速度を向上することができる。

本発明の第４の態様に係る歪補償装置は、上記第１の態様において、前記算出手段は、歪補償係数乗算後かつ過去に計算された増幅器特性乗算後の入力信号と、前記増幅器からの出力信号と、を比較して前記増幅器の増幅器特性を計算する増幅器特性計算部と、増幅器特性から信号レベルごとの逆特性を更新用係数として計算する逆特性計算部と、を有する構成を採る。

この構成によれば、過去に計算された増幅器特性乗算後の入力信号と実際の増幅器特性乗算後の出力信号とから新たに増幅器特性を計算し、得られた増幅器特性の逆特性を更新用係数として計算するため、直接的に増幅器特性を求めることになり、正確に更新用係数としての逆特性を算出することができる。

本発明の第５の態様に係る送信装置は、上記第１の態様に係る歪補償装置を有する構成を採る。

この構成によれば、上記第１の態様に係る歪補償装置と同様の作用効果を、送信装置において実現することができる。

本発明の第６の態様に係る歪補償係数更新方法は、増幅器への入力信号にあらかじめ歪補償係数を乗算して歪補償を行う歪補償装置における歪補償係数更新方法であって、前記増幅器への入力信号および前記増幅器からの出力信号を用いて前記増幅器の増幅器特性に対応する更新用係数を信号レベルごとに算出する算出ステップと、算出された信号レベルごとの更新用係数を補間する補間ステップと、補間結果を所定の信号レベル幅で量子化して信号レベルごとの歪補償係数を取得する取得ステップと、を有し、前記算出ステップは、前記信号レベル幅よりも大きい幅の信号レベルごとに更新用係数を算出するようにした。

この方法によれば、１つの歪補償係数に対応する信号レベル幅よりも大きい幅の信号レベルごとに更新用係数を算出し、算出された更新用係数を補間した上で量子化を行って歪補償係数を取得する。このため、補間のための処理負荷および処理遅延を小さくすることができるとともに、広範囲な信号レベルに対応する歪補償係数を同時に取得することができる。結果として、ハードウェア規模およびコストの増大を抑制しつつ、歪補償係数を万遍なく更新することができる。

本発明の歪補償装置および歪補償係数更新方法は、ハードウェア規模およびコストの増大を抑制しつつ、歪補償係数を万遍なく更新することができ、例えば携帯電話などの無線通信装置において送信信号を増幅する際に生じる非線形歪みを補償する歪補償装置および歪補償係数更新方法に適用することができる。

本発明の実施の形態１に係る送信装置の要部構成を示すブロック図 （ａ）実施の形態１に係るアドレス生成の一例を示す図（ｂ）実施の形態１に係るアドレス生成の他の一例を示す図 実施の形態１に係る歪補償係数更新の動作を示すフロー図 実施の形態１に係る更新用係数の更新の一例を示す図 実施の形態１に係る更新用係数の補間の一例を示す図 実施の形態１に係る歪補償係数の算出の一例を示す図 増幅器の出力信号スペクトラムの例を示す図 本発明の実施の形態２に係る送信装置の要部構成を示すブロック図 本発明の実施の形態３に係る送信装置の要部構成を示すブロック図 （ａ）プリディストーション方式の送信装置の回路構成を示す図（ｂ）プリディストーション方式による歪補償を示す図

符号の説明

１０１、３０２、４０３ 乗算器
１０２ Ｄ／Ａ変換部
１０３ 直交変調部
１０４ 増幅器
１０５ 方向性結合器
１０６ 直交復調部
１０７ Ａ／Ｄ変換部
１０８、３０３ 更新用係数計算部
１０９ 更新用係数記憶部
１１０ 補間部
１１１ 歪補償係数記憶部
１１２、３０１、４０１ 信号レベル計算部
１１３、１１４ アドレス生成部
４０２ 増幅器特性記憶部
４０４ 増幅器特性計算部
４０５ 逆特性計算部

Claims (6)

1. 増幅器への入力信号にあらかじめ歪補償係数を乗算して歪補償を行う歪補償装置であって、
   前記増幅器への入力信号および前記増幅器からの出力信号を用いて前記増幅器の増幅器特性に対応する更新用係数を信号レベルごとに算出する算出手段と、
   算出された信号レベルごとの更新用係数を補間する補間手段と、
   補間結果を所定の信号レベル幅で量子化して信号レベルごとの歪補償係数を取得する取得手段と、を有し、
   前記算出手段は、
   前記信号レベル幅よりも大きい幅の信号レベルごとに更新用係数を算出することを特徴とする歪補償装置。
2. 前記算出手段は、
   歪補償係数乗算前の入力信号と、前記増幅器からの出力信号と、を比較して前記増幅器特性の逆特性に相当する更新用係数を算出することを特徴とする請求項１記載の歪補償装置。
3. 前記算出手段は、
   歪補償係数乗算後の入力信号と、過去に算出された更新用係数乗算後の出力信号と、を比較して前記増幅器特性の逆特性に相当する更新用係数を算出することを特徴とする請求項１記載の歪補償装置。
4. 前記算出手段は、
   歪補償係数乗算後かつ過去に計算された増幅器特性乗算後の入力信号と、前記増幅器からの出力信号と、を比較して前記増幅器の増幅器特性を計算する増幅器特性計算部と、
   増幅器特性から信号レベルごとの逆特性を更新用係数として計算する逆特性計算部と、
   を有することを特徴とする請求項１記載の歪補償装置。
5. 請求項１記載の歪補償装置を有することを特徴とする送信装置。
6. 増幅器への入力信号にあらかじめ歪補償係数を乗算して歪補償を行う歪補償装置における歪補償係数更新方法であって、
   前記増幅器への入力信号および前記増幅器からの出力信号を用いて前記増幅器の増幅器特性に対応する更新用係数を信号レベルごとに算出する算出ステップと、
   算出された信号レベルごとの更新用係数を補間する補間ステップと、
   補間結果を所定の信号レベル幅で量子化して信号レベルごとの歪補償係数を取得する取得ステップと、を有し、
   前記算出ステップは、
   前記信号レベル幅よりも大きい幅の信号レベルごとに更新用係数を算出することを特徴とする歪補償係数更新方法。

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