JP2006279775A - Distortion compensation apparatus and distortion correction method - Google Patents

Distortion compensation apparatus and distortion correction method Download PDF

Info

Publication number
JP2006279775A
JP2006279775A JP2005098674A JP2005098674A JP2006279775A JP 2006279775 A JP2006279775 A JP 2006279775A JP 2005098674 A JP2005098674 A JP 2005098674A JP 2005098674 A JP2005098674 A JP 2005098674A JP 2006279775 A JP2006279775 A JP 2006279775A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
distortion compensation
distortion
signal
power level
leakage power
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.)
Withdrawn
Application number
JP2005098674A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Daizo Sasaki
大三 佐々木
Yusuke Chinda
祐輔 珍田
Hiroshi Itahara
弘 板原
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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 Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP2005098674A priority Critical patent/JP2006279775A/en
Publication of JP2006279775A publication Critical patent/JP2006279775A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To decrease miscalculation of a distortion compensation factor in a wireless communication apparatus and to dispense with adjustment of an analog section of a wireless communication section. <P>SOLUTION: A distortion compensation apparatus compensates distortion causable in a transmission signal depending on a distortion characteristic of an amplifier 21. The distortion compensation apparatus is provided with: a feedback side filter 31 that receives a feedback signal of the transmission signal and passes only a signal with a prescribed frequency band of the feedback signal; and an ACP observation evaluation section 33 that detects leakage power level at the outside of the transmission band on the basis of the feedback signal and changes the frequency band of the feedback side filter 31 in accordance with the leakage power level. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、電力増幅器に使用される歪み補償装置及び歪み補償方法に関する。特にプリディストーション(predistortion:前歪み補償)処理を施す事により線形増幅を行う歪み補償装置及び歪み補償方法に関する。   The present invention relates to a distortion compensation device and a distortion compensation method used for a power amplifier. In particular, the present invention relates to a distortion compensation apparatus and a distortion compensation method for performing linear amplification by performing predistortion (predistortion) processing.

近年、移動体通信分野において、CDMA(Code Division Multiple Access)等の伝送方式が実用化されている。CDMA方式の送信増幅器は、広帯域・高ダイナミックレンジの信号を低歪みで増幅する線形性と、不要電波の放射(送信帯域外への電波放出)を抑制することによる高効率性が求められる。   In recent years, transmission systems such as CDMA (Code Division Multiple Access) have been put into practical use in the mobile communication field. A CDMA transmission amplifier is required to have high linearity for amplifying a broadband / high dynamic range signal with low distortion and high efficiency by suppressing unnecessary radio wave emission (radio wave emission outside the transmission band).

従来、増幅器の非線形歪みを補償する方式としては、負帰還方式、フィードフォワード方式、プリディストーション方式等が知られている。   Conventionally, as a method for compensating for nonlinear distortion of an amplifier, a negative feedback method, a feedforward method, a predistortion method, and the like are known.

負帰還方式は、信号が広帯域になると発振現象などが起こりやすく動作の不安定性が増すために、基地局の無線機に使用されことは少ない。   The negative feedback system is rarely used in a radio device of a base station because an oscillation phenomenon or the like is likely to occur when a signal becomes a wide band and operation instability increases.

フィードフォワード方式は、原理的に動作の不安定性が生じないので、現在、多くの基地局の無線機に使用されている。ところが、フィードフォワード方式は誤差成分を抽出し、副増幅器で別個に増幅したのち、主増幅器の出力信号から差し引く構成をとる必要があるため、回路が複雑になるとともに、副増幅器の使用により電力効率が低下するという問題がある。   The feedforward method is used in many base station radios at present because it does not cause unstable operation in principle. However, the feed-forward method requires a configuration in which an error component is extracted and amplified separately by a sub-amplifier and then subtracted from the output signal of the main amplifier. There is a problem that decreases.

これに対してプリディストーション方式は、副増幅器が不要であることからフィードフォワード方式に代わるものとして注目され、研究開発が進められている。以下、プリディストーション方式の原理を示す。   On the other hand, the predistortion method is attracting attention as an alternative to the feedforward method because a sub-amplifier is not required, and research and development are underway. The principle of the predistortion method is shown below.

図12に歪み補償が無い場合の増幅結果を示す。増幅器は、入力信号の振幅レベルに依存したAM/AM特性(振幅歪み特性)、AM/PM特性(位相歪み特性)という非線形特性を有する。この非線形特性のため増幅器の出力波形は歪んだものとなってしまう。   FIG. 12 shows the amplification result when there is no distortion compensation. The amplifier has non-linear characteristics such as AM / AM characteristics (amplitude distortion characteristics) and AM / PM characteristics (phase distortion characteristics) depending on the amplitude level of the input signal. Due to this non-linear characteristic, the output waveform of the amplifier is distorted.

増幅器のAM/AM特性は入力信号の振幅レベルがある値を超えると出力信号レベルが飽和する非線形なものである。この増幅器で線形な入力信号を増幅すると、アンテナ出力信号は非線形なものとなってしまう。   The AM / AM characteristic of the amplifier is non-linear in which the output signal level is saturated when the amplitude level of the input signal exceeds a certain value. When a linear input signal is amplified by this amplifier, the antenna output signal becomes nonlinear.

増幅器のAM/PM特性は、入力信号の振幅レベルがある値を超えると、出力信号の位相が回転してしまうものである。この増幅器で位相回転がない状態の入力信号を増幅すると、アンテナ出力信号は位相が回転したものとなってしまう(図14参照)。   The AM / PM characteristics of the amplifier are such that when the amplitude level of the input signal exceeds a certain value, the phase of the output signal rotates. When an input signal with no phase rotation is amplified by this amplifier, the antenna output signal is rotated in phase (see FIG. 14).

図13に前歪み補償部を設けて歪み補償した場合の増幅結果を示す。予め、増幅器における歪み特性と逆の歪み特性を前歪み補償部でかけておく。この信号を増幅器に入れると歪み特性が相殺され線形増幅がされることとなる。   FIG. 13 shows an amplification result when a predistortion compensation unit is provided to compensate for distortion. The distortion characteristic opposite to the distortion characteristic in the amplifier is applied in advance by the predistortion unit. When this signal is input to an amplifier, distortion characteristics are canceled and linear amplification is performed.

図15に歪み補償した場合としない場合の周波数スペクトラムを示す。歪み補償を行わないと歪み特性により送信帯域外に多量の電力が漏洩してしまうが、歪み補償を行うことで送信帯域外に漏洩する電力を抑制することができる。   FIG. 15 shows the frequency spectrum with and without distortion compensation. If distortion compensation is not performed, a large amount of power leaks outside the transmission band due to distortion characteristics, but power leaking outside the transmission band can be suppressed by performing distortion compensation.

特開2001−203539号公報JP 2001-203539 A

従来技術では、増幅器の非線形特性に動的に適応するため、アンプ出力信号をフィードバックさせて歪み補償係数算出を行っている。また、アンプ出力信号の歪みを検出したり、送信帯域外漏洩を検出したりすることにより、係数算出要素を生成し、テーブルを作成している。しかし、フィードバック信号の周波数帯域を考慮しない場合、歪みが正しく算出されず、収束効率が悪い場合がある。例えば、デジタル・アナログ変換及びアナログ・デジタル変換時のナイキスト周波数の整数倍を中心とする折り返し(折り返し現象)が生じている場合には、誤算出が引き起こされるおそれがある。このような条件下では、係数算出が安定動作する範囲内でのアンプ調整と回路調整の工程が必要となり、適応型歪み補償装置のメリットである生産効率が低減する。   In the prior art, in order to dynamically adapt to the nonlinear characteristics of the amplifier, the amplifier output signal is fed back to calculate the distortion compensation coefficient. In addition, by detecting distortion of the amplifier output signal or detecting leakage outside the transmission band, a coefficient calculation element is generated and a table is created. However, if the frequency band of the feedback signal is not taken into account, the distortion may not be calculated correctly and the convergence efficiency may be poor. For example, in the case of aliasing (folding phenomenon) centering on an integer multiple of the Nyquist frequency at the time of digital-analog conversion and analog-digital conversion, an erroneous calculation may be caused. Under such conditions, the steps of amplifier adjustment and circuit adjustment within the range in which coefficient calculation is stably performed are required, and the production efficiency, which is the merit of the adaptive distortion compensator, is reduced.

本発明は、送信帯域外の電力漏洩に対して、適応動作可能なフィードバック側デジタルフィルタ(以下、「フィルタ」とも呼ぶ)を設けた歪み補償装置及び歪み補償方法を提供する。   The present invention provides a distortion compensation apparatus and a distortion compensation method provided with a feedback-side digital filter (hereinafter also referred to as “filter”) capable of adaptive operation against power leakage outside the transmission band.

本発明の歪み補償装置は、無線通信装置における増幅器の歪み特性に応じて、送信信号に生じ得る歪みを補償する歪み補償装置であって、送信信号のフィードバック信号を入力し、該フィードバック信号の所定の周波数帯域の信号のみを通過させるフィルタと、前記フィードバック信号に基づき送信帯域外の漏洩電力レベルを検知し、該漏洩電力レベルに応じて前記フィルタの前記周波数帯域を変化させる漏洩電力評価部とを備える。   A distortion compensation apparatus according to the present invention is a distortion compensation apparatus that compensates for distortion that may occur in a transmission signal in accordance with distortion characteristics of an amplifier in a wireless communication apparatus. The distortion compensation apparatus inputs a feedback signal of the transmission signal and determines a predetermined value of the feedback signal. And a leakage power evaluation unit that detects a leakage power level outside the transmission band based on the feedback signal and changes the frequency band of the filter according to the leakage power level. Prepare.

上述の構成によれば、送信帯域外の電力漏洩に対して、フィルタ、特にフィードバック側のフィルタは、適応動作可能なものである。この結果、無線通信装置において歪み補償係数の誤算出を減らすとともに、無線通信部のアナログ部の調整が不要となり、歪み補償係数の収束効率を向上させることもできる。   According to the above-described configuration, the filter, particularly the feedback-side filter, can perform an adaptive operation against power leakage outside the transmission band. As a result, it is possible to reduce erroneous calculation of the distortion compensation coefficient in the wireless communication apparatus, and it is not necessary to adjust the analog part of the wireless communication unit, thereby improving the convergence efficiency of the distortion compensation coefficient.

特に、前記漏洩電力評価部が、前記漏洩電力レベルが小さいほど前記周波数帯域を広げるよう、歪み補償装置を構成することができる。   In particular, it is possible to configure the distortion compensation device so that the leakage power evaluation unit widens the frequency band as the leakage power level is smaller.

また、前記漏洩電力評価部が、前記フィードバック信号の送信帯域の電力レベルと前記漏洩電力レベルとを比較して漏洩レベルをスコア化するよう、歪み補償装置を構成することができる。ここで、前記漏洩電力評価部を、前記フィードバック信号の送信帯域の電力レベルと前記漏洩電力レベルの比を算出し、当該比と所定の閾値を比較して評価スコアを算出するように構成してもよい。また、前記フィルタを、前記評価スコアが大きいほど前記周波数帯域を広げるように構成してもよい。   Further, the distortion compensation device can be configured such that the leakage power evaluation unit scores the leakage level by comparing the power level of the transmission band of the feedback signal with the leakage power level. Here, the leakage power evaluation unit is configured to calculate a ratio between the power level of the transmission band of the feedback signal and the leakage power level, and compare the ratio with a predetermined threshold value to calculate an evaluation score. Also good. The filter may be configured to widen the frequency band as the evaluation score increases.

上記の歪み補償装置を増幅器と組み合わせて無線通信装置を構成することができる。該無線通信装置は、無線通信基地局装置、無線通信装置として利用することができる。   A wireless communication apparatus can be configured by combining the above distortion compensation apparatus with an amplifier. The wireless communication device can be used as a wireless communication base station device or a wireless communication device.

また、本発明の歪み補償方法は、無線通信装置における増幅器の歪み特性に応じて、送信信号に生じ得る歪みを補償する歪み補償方法であって、送信信号のフィードバック信号を受領し、該フィードバック信号の所定の周波数帯域の信号のみを通過させるステップと、前記フィードバック信号に基づき送信帯域外の漏洩電力レベルを検知するステップと、該漏洩電力レベルに応じて前記フィルタの前記周波数帯域を変化させるステップとを備える。また、この歪み補償方法の各ステップを演算装置に実行させるためのプログラムも本発明に含まれる。   The distortion compensation method of the present invention is a distortion compensation method for compensating for distortion that may occur in a transmission signal in accordance with the distortion characteristics of an amplifier in a wireless communication apparatus, and receives the feedback signal of the transmission signal, and receives the feedback signal. Passing only a signal in a predetermined frequency band, detecting a leakage power level outside a transmission band based on the feedback signal, and changing the frequency band of the filter according to the leakage power level; Is provided. A program for causing an arithmetic unit to execute each step of the distortion compensation method is also included in the present invention.

本発明によれば、無線通信装置において歪み補償係数の誤算出を減らすとともに、無線通信部のアナログ部の調整工程が削減でき、歪み補償係数の収束効率を向上させることもできる。   According to the present invention, it is possible to reduce the erroneous calculation of the distortion compensation coefficient in the wireless communication apparatus, reduce the adjustment process of the analog unit of the wireless communication unit, and improve the convergence efficiency of the distortion compensation coefficient.

本発明は、適応型プリディストーション方式による歪み補償を利用した、歪み補償装置及び当該歪み補償装置を用いた無線通信装置に関する。プリディストーション方式においては、フィードバック信号に歪みとは異なる雑音が入ると、歪み補償係数が誤って算出される場合がある。誤った歪み補償係数を用いて歪み補償を行なうと、アンプが破壊されるおそれがある。このような雑音の原因としては、1)装置の定常的なノイズ、2)アンプ以外の非線形要素により生ずるノイズ等が挙げられる   The present invention relates to a distortion compensation apparatus using distortion compensation by an adaptive predistortion method and a wireless communication apparatus using the distortion compensation apparatus. In the predistortion method, when noise different from distortion enters the feedback signal, the distortion compensation coefficient may be calculated erroneously. If distortion compensation is performed using an incorrect distortion compensation coefficient, the amplifier may be destroyed. The causes of such noise include 1) stationary noise of the device, and 2) noise generated by nonlinear elements other than the amplifier.

装置の定常的なノイズには、例えばデジタル・アナログ間の信号変換により生じ得る折り返し雑音がある。図1は、D/A(デジタル・アナログ)変換と、A/D(アナログ・デジタル)変換を一つの装置において行う場合において、二つの変換におけるサンプリング周波数が異なる場合に生じ得る折り返し現象を、概念的に示している。fsfはD/A側(フォワード側)のサンプリング周波数であり、fsrはA/D側(フィードバック側)のサンプリング周波数である。ナイキスト周波数が異なるために、点線部分で示した折り返しが生じ、一つの信号に折り返し信号が干渉するエイリアシングノイズが発生することとなる。 The stationary noise of the apparatus includes aliasing noise that can be caused by signal conversion between digital and analog, for example. FIG. 1 is a conceptual diagram showing a folding phenomenon that may occur when the D / A (digital / analog) conversion and the A / D (analog / digital) conversion are performed in one apparatus and the sampling frequencies of the two conversions are different. Is shown. f sf is a sampling frequency on the D / A side (forward side), and f sr is a sampling frequency on the A / D side (feedback side). Since the Nyquist frequency is different, aliasing indicated by a dotted line portion occurs, and aliasing noise in which the aliasing signal interferes with one signal is generated.

エイリアシングノイズに対しては、変換のサンプリング周波数を変更するか、若しくはアナログフィルタで除去を行うのが一般的である。どちらの手法を用いても、アナログ部の特性を調整する必要があり、適応型システムのメリットである生産効率が損なわれることとなる。   In general, aliasing noise is removed by changing the sampling frequency of conversion or using an analog filter. Regardless of which method is used, it is necessary to adjust the characteristics of the analog unit, and the production efficiency, which is the merit of the adaptive system, is impaired.

また、アンプ以外の非線形要素により生ずるノイズ要因として、例えば揺らぎによるアップコンバータとダウンコンバータの特性差がある。揺らぎは主に温度に依存し、アップコンバータとダウンコンバータに温度差が生じる場合は、フィードバック信号が歪んで観測される。これは、フォワード経路には存在しない歪みが観測されることで本来の歪み成分とは異なる成分をも観測されることを意味する。   Further, as a noise factor caused by nonlinear elements other than the amplifier, there is a characteristic difference between the up converter and the down converter due to fluctuation, for example. The fluctuation mainly depends on the temperature, and when a temperature difference occurs between the up-converter and the down-converter, the feedback signal is distorted and observed. This means that a distortion that does not exist in the forward path is observed, so that a component different from the original distortion component is also observed.

そこで、本発明の歪み補償装置においては、帯域外漏洩を観測し、評価する部分を設け、評価に応じたフィルタリングを行うことにより、本来観測する必要のない雑音を除去し、補償係数算出時の誤算出を防止し、収束効率を向上させた歪み補償性能を得ることにしている。   Therefore, in the distortion compensation apparatus of the present invention, a portion for observing and evaluating out-of-band leakage is provided, and filtering according to the evaluation is performed to remove noise that is not originally observed, and at the time of calculating the compensation coefficient. It is intended to obtain distortion compensation performance that prevents erroneous calculation and improves convergence efficiency.

図2は、本発明の無線通信装置(電力増幅装置)100の構成を示すブロック図である。無線通信装置100は、歪み補償部11と、送信側フィルタ13と、D/A変換器15と、アップコンバータ17と、RF周波数発振器19と、アンプ21と、アンテナ23と、減衰器25と、アップコンバータ27と、A/D変換器29と、フィードバック側フィルタ31と、ACP(Adjacent Channel Power;隣接チャネル漏洩電力)観測評価部33と、歪み計算部35と、遅延器37とを備える。   FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the wireless communication device (power amplification device) 100 of the present invention. The wireless communication device 100 includes a distortion compensator 11, a transmission filter 13, a D / A converter 15, an up converter 17, an RF frequency oscillator 19, an amplifier 21, an antenna 23, an attenuator 25, An up-converter 27, an A / D converter 29, a feedback filter 31, an ACP (Adjacent Channel Power) observation evaluation unit 33, a distortion calculation unit 35, and a delay unit 37 are provided.

尚、無線通信装置100内において、歪み補償部11と、フィードバック側フィルタ31と、ACP観測評価部(漏洩電力検知評価部)33と、歪み計算部35とが、本発明の歪み補償装置を構成する。もちろん、送信側フィルタ13等、他の部材を含めて、歪み補償装置として把握してもよい。歪み補償装置は、無線通信装置100における増幅器の持つ歪み特性に応じ、該歪み特性と逆の歪み特性を前歪みとして送信信号に掛けることにより、送信信号に生じ得る歪みを補償する装置である。   In the wireless communication device 100, the distortion compensation unit 11, the feedback filter 31, the ACP observation evaluation unit (leakage power detection evaluation unit) 33, and the distortion calculation unit 35 constitute the distortion compensation device of the present invention. To do. Of course, other members such as the transmission-side filter 13 may be grasped as a distortion compensation device. The distortion compensation apparatus is an apparatus that compensates for distortion that may occur in a transmission signal by applying a distortion characteristic opposite to the distortion characteristic to the transmission signal as a predistortion according to the distortion characteristic of the amplifier in the wireless communication apparatus 100.

歪み補償部11は、送信信号の電力値に応じた歪み補償係数を用いるルックアップテーブル方式や多項式で補償係数を表現した多項式方式等を用いて、送信信号と帰還信号とを比較し、その差から歪み補償係数を算出する。特にその種類や構成は限定されず、既存のものを使用することができる。   The distortion compensator 11 compares the transmission signal with the feedback signal using a lookup table method using a distortion compensation coefficient corresponding to the power value of the transmission signal, a polynomial method expressing the compensation coefficient with a polynomial, or the like, and the difference The distortion compensation coefficient is calculated from In particular, the type and configuration are not limited, and existing ones can be used.

送信側フィルタ13は、FIR(Finite Impulse Response;有限インパルス応答)を用いて歪み補償部11からの出力信号の帯域制限を行う。そして、送信側フィルタ13からのデジタル出力は、D/A変換器15にてアナログ信号に変換される。   The transmission-side filter 13 limits the band of the output signal from the distortion compensation unit 11 using FIR (Finite Impulse Response). The digital output from the transmission filter 13 is converted into an analog signal by the D / A converter 15.

アップコンバータ17は、このアナログ信号と、RF周波数発振器19により生成された送信波としての周波数をもつ搬送波からなる局部発振信号をミキシングして、無線周波数(送信周波数)への周波数変換を行う。   The up-converter 17 mixes this analog signal and a local oscillation signal composed of a carrier wave having a frequency as a transmission wave generated by the RF frequency oscillator 19 and performs frequency conversion to a radio frequency (transmission frequency).

アンプ21は、アップコンバータ17から出力された周波数変換信号を電力増幅する。増幅された信号は、図示しない方向性結合器(または分配器)により2つの信号に分配され、一つの信号(フォワード側)はアンテナ23により電波として放出される。   The amplifier 21 amplifies the power of the frequency conversion signal output from the up converter 17. The amplified signal is distributed into two signals by a directional coupler (or distributor) (not shown), and one signal (forward side) is emitted as a radio wave by the antenna 23.

方向性結合器によりアンテナ23から放出されずに分配された信号は、フィードバック信号として使用される。フィードバック信号は減衰器25によりレベルが下げられた後、ダウンコンバータ27に入力される。ダウンコンバータ27は、(無線周波数の)入力フィードバック信号を、中間周波数帯又はベースバンド帯にダウンコンバートするものである。A/D変換器29はアナログ信号をデジタル信号に戻す。   The signal distributed without being emitted from the antenna 23 by the directional coupler is used as a feedback signal. The level of the feedback signal is lowered by the attenuator 25 and then input to the down converter 27. The down converter 27 down-converts an input feedback signal (of radio frequency) to an intermediate frequency band or a base band. The A / D converter 29 returns the analog signal to a digital signal.

フィードバック側フィルタ31は、送信側フィルタ13と同様、FIRを用いて信号の帯域制限を行う。しかしながら、帰還信号用フィルタ31は、その制限帯域がACP観測評価部33のスコアによって可変である点が異なる。   The feedback filter 31 performs signal band limitation using FIR, similarly to the transmission filter 13. However, the feedback signal filter 31 is different in that its limited band is variable depending on the score of the ACP observation evaluation unit 33.

ACP観測評価部33は、A/D変換器29からのフィードバック信号をフーリエ変換することにより、図3に示すような周波数スペクトルを得る。処理については後述する。   The ACP observation evaluation unit 33 obtains a frequency spectrum as shown in FIG. 3 by performing Fourier transform on the feedback signal from the A / D converter 29. The process will be described later.

歪み計算部35では、送信信号とフィードバック信号の誤差が最小になるよう、振幅歪み補償係数を決定する。歪み補償係数を算出する方法は、最小二乗法(LMS)、指数重み付き逐次最小二乗法(RLS)などがある。方法の詳細は、特開平9−69733号公報、国際公開00/74232等に紹介されている。   The distortion calculator 35 determines the amplitude distortion compensation coefficient so that the error between the transmission signal and the feedback signal is minimized. As a method for calculating the distortion compensation coefficient, there are a least square method (LMS), an exponentially weighted sequential least square method (RLS), and the like. Details of the method are introduced in JP-A-9-69733, International Publication 00/74232 and the like.

遅延器37は、前述の入力送信信号から電力を計算し、歪み補償係数を歪み計算部35で算出する際、遅延時間分送信源からの送信信号を遅らせて、元の送信信号とフィードバック信号のタイミングを合わせるものである。   When the delay unit 37 calculates power from the above-described input transmission signal and calculates the distortion compensation coefficient by the distortion calculation unit 35, the delay unit 37 delays the transmission signal from the transmission source by a delay time, and converts the original transmission signal and the feedback signal. The timing is adjusted.

次に、ACP観測評価部33とフィードバック側フィルタ31の動作について説明する。   Next, operations of the ACP observation evaluation unit 33 and the feedback filter 31 will be described.

ACP観測評価部33は、図3に示した信号周波数に対するフィードバック信号の電力レベルを示すグラフを得る。図3において、送信帯域はfbwで表わされ、漏洩電力測定帯域はfで表わされている。そして、送信帯域fbwにおける算出された平均電力値をPとし、漏洩電力測定帯域fにおける算出された平均電力値をPとした場合、帯域外漏洩レベルACPは、P/Pで表される。 The ACP observation evaluation unit 33 obtains a graph indicating the power level of the feedback signal with respect to the signal frequency shown in FIG. 3, the transmission band is represented by f bw, leakage power measurement zone is represented by f a. Then, the average power value calculated in the transmission band f bw and P c, if the average power value calculated in the leakage power measurement band f a was P a, band leakage levels ACP is, P a / P c It is represented by

次に、得られたACPが、予め決定している閾値1(Th)〜閾値N(Th)のどの閾値の間にあるかを判定し、スコア化する。例えば、閾値1と閾値2の間にACPがある場合、当該ACPのスコア(ACP評価スコア)を1に設定する。閾値N−1と閾値Nの間にACPがある場合、ACP評価スコアをN−1に設定する。ACPがNより大きい場合は、ACP評価スコアをNに設定する。ACP観測評価部33は、このACP評価スコアをフィードバック側フィルタ31に与える。 Next, it is determined and scored between which threshold value of the threshold value 1 (Th 1 ) to the threshold value N (Th N ) that the obtained ACP is determined in advance. For example, if there is an ACP between the threshold 1 and the threshold 2, the ACP score (ACP evaluation score) is set to 1. When there is an ACP between the threshold N-1 and the threshold N, the ACP evaluation score is set to N-1. If ACP is greater than N, the ACP evaluation score is set to N. The ACP observation evaluation unit 33 gives this ACP evaluation score to the feedback side filter 31.

図4に示すように、フィードバック側フィルタ31は、受領したACP評価スコアに応じてフィルタの通過周波数帯域を変化させる。すなわちFIR係数を設定する。図4の例では、ACP評価スコアが低いほど遮断周波数が低くなり(通過周波数帯域が狭くなる)、ACP評価スコアが高いほど遮断周波数が高くなる(通過周波数帯域が広くなる)よう、フィルタ変化特性が設定されている。ただし、ここではP/Pはデジベルの単位で算出されている。 As shown in FIG. 4, the feedback filter 31 changes the pass frequency band of the filter according to the received ACP evaluation score. That is, the FIR coefficient is set. In the example of FIG. 4, the filter change characteristic is such that the lower the ACP evaluation score, the lower the cutoff frequency (the pass frequency band becomes narrower), and the higher the ACP evaluation score, the higher the cutoff frequency (the wider the pass frequency band). Is set. Here, P a / P c is calculated in units of decibels.

図5は、ACP観測評価部33とフィードバック側フィルタ31による、ACP観測評価及びフィルタの設定処理のフローチャートを示す。   FIG. 5 shows a flowchart of ACP observation evaluation and filter setting processing by the ACP observation evaluation unit 33 and the feedback side filter 31.

まず、ACP観測評価部33は、A/D変換器29からフィードバック信号を受け取ると、該信号に対しフーリエ変換(離散フーリエ変換、高速フーリエ変換等)を用い、図3に示す周波数スペクトルを取得し、ACPを算出する(ステップS11)。   First, when the ACP observation evaluation unit 33 receives a feedback signal from the A / D converter 29, the ACP observation evaluation unit 33 uses the Fourier transform (discrete Fourier transform, fast Fourier transform, etc.) on the signal to obtain the frequency spectrum shown in FIG. , ACP is calculated (step S11).

そして、ACP観測評価部33は、上述のACPを予め用意された閾値1〜Nと比較し、スコア化する(ACP評価スコアの算出;ステップS12)。   Then, the ACP observation evaluation unit 33 compares the above-mentioned ACP with thresholds 1 to N prepared in advance and scores them (calculation of ACP evaluation score; step S12).

そして、上述のACP評価スコアに基づき、図4に示すように、通過周波数帯域のフィルタ係数をフィードバック側フィルタ31に設定する(ステップS13)。   Based on the above ACP evaluation score, the filter coefficient of the pass frequency band is set in the feedback filter 31 as shown in FIG. 4 (step S13).

最後に、フィードバック側フィルタ31は、フィードバック信号のフィルタリング処理を行う(ステップS14)。   Finally, the feedback filter 31 performs a feedback signal filtering process (step S14).

上述の実施形態において、ACP評価スコアがN(最大値)と算出された場合の観測電力レベルとフィルタ特性の関係を図6に示す。送信帯域外の電力レベルが低く、フィルタの通過周波数帯域幅も大きい。また、ACP評価スコアが2と算出された場合の観測電力レベルとフィルタ特性の関係を図7に示す。送信帯域外の電力レベルが図6の場合に比べ高く、フィルタの通過周波数帯域幅は図6の場合よりも狭い。さらに、ACP評価スコアが1と算出された場合の観測電力レベルとフィルタ特性の関係を図8に示す。送信帯域外の電力レベルが図7の場合に比べさらに高く、フィルタの通過周波数帯域幅は図7の場合よりもさらに狭い。   FIG. 6 shows the relationship between the observed power level and the filter characteristics when the ACP evaluation score is calculated as N (maximum value) in the above embodiment. The power level outside the transmission band is low, and the pass frequency bandwidth of the filter is large. FIG. 7 shows the relationship between the observed power level and the filter characteristics when the ACP evaluation score is calculated as 2. The power level outside the transmission band is higher than in the case of FIG. 6, and the pass frequency bandwidth of the filter is narrower than in the case of FIG. Further, FIG. 8 shows the relationship between the observed power level and the filter characteristics when the ACP evaluation score is calculated as 1. The power level outside the transmission band is even higher than in the case of FIG. 7, and the pass frequency bandwidth of the filter is even narrower than in the case of FIG.

以上の様に、本実施の形態においては、フィードバック信号の送信帯域外の漏洩電力のレベルを観測し、当該レベルに応じてフィードバック側のフィルタ特性を変化させる構成を採っている。この構成下においては、特に、歪み成分以外の雑音によって送信帯域外のレベルが大きい場合、該雑音を除去し、歪み補償係数を算出するに当たって考慮対象から外すことができる。なお、送信帯域外成分に歪み成分を含んだ場合においても、フィルタ帯域内の歪み成分から段階的に補償を行うため問題無い。従って、歪み補償係数の誤算出を減らすとともに、係数の収束効率を向上させることが可能となる。   As described above, the present embodiment employs a configuration in which the level of leakage power outside the transmission band of the feedback signal is observed and the filter characteristic on the feedback side is changed according to the level. Under this configuration, particularly when the level outside the transmission band is large due to noise other than the distortion component, the noise can be removed and excluded from consideration when calculating the distortion compensation coefficient. Even when a distortion component is included in the component outside the transmission band, there is no problem because compensation is performed step by step from the distortion component in the filter band. Accordingly, it is possible to reduce the erroneous calculation of the distortion compensation coefficient and improve the coefficient convergence efficiency.

図9はACPの観測において、漏洩電力測定帯域をN区間に分けて観測するように変更した変形例を示す。本例においては、漏洩電力測定帯域fをfa1,fa2,・・・,faNのN区間に分け、それぞれの平均パワーPa1,Pa2,・・・,PaNを算出する。 FIG. 9 shows a modification in which the leakage power measurement band is changed to be observed in N sections in the ACP observation. In this example, the leakage power measurement band f a is divided into N sections of f a1 , f a2 ,..., F aN , and average powers P a1 , P a2 ,.

上述の実施形態では、閾値を1からNまで用意したが、本例ではただ一つの閾値Thを用意する。そして、Pak/PがThを超えた区間のうち、最大の区間番号kmax(kmax=1,2,・・・,N)を求める。この例において、図5のステップS12における評価スコアの算出式として、次のようなものが考えられるが、特に限定はされない。評価スコアは、算出式: ( N−kmax+1) によって求める。 In the above-described embodiment, threshold values 1 to N are prepared. In this example, only one threshold value Th is prepared. And the largest section number kmax ( kmax = 1,2, ..., N) is calculated | required among the sections where Pak / Pc exceeded Th. In this example, the following formula can be considered as a formula for calculating the evaluation score in step S12 in FIG. 5, but there is no particular limitation. The evaluation score is determined by the calculation formula: (N−k max +1).

上述の変形例において、ACP評価スコアが最大値付近のN−1と算出された場合の観測電力レベルとフィルタ特性の関係を図10に示す。送信帯域外の電力レベルが低く、フィルタの通過周波数帯域幅も大きい。また、ACP評価スコアが1と算出された場合の観測電力レベルとフィルタ特性の関係を図11に示す。送信帯域外の電力レベルが図10の場合に比べ高く、フィルタの通過周波数帯域幅は図10の場合よりも狭い。   FIG. 10 shows the relationship between the observed power level and the filter characteristics when the ACP evaluation score is calculated as N-1 near the maximum value in the above-described modification. The power level outside the transmission band is low, and the pass frequency bandwidth of the filter is large. FIG. 11 shows the relationship between the observed power level and the filter characteristics when the ACP evaluation score is calculated as 1. The power level outside the transmission band is higher than in the case of FIG. 10, and the pass frequency bandwidth of the filter is narrower than in the case of FIG.

上述の実施形態の無線通信装置、電力増幅装置は、無線通信基地局装置として使用され得る。当該無線通信基地局装置は、例えば携帯電話の基地局等に設置される。また、無線通信装置は、無線移動体通信装置としても使用され得る。無線移動体通信装置の例は、携帯電話に代表される携帯無線機である。   The wireless communication device and the power amplifying device of the above-described embodiment can be used as a wireless communication base station device. The radio communication base station apparatus is installed in, for example, a mobile phone base station. The wireless communication device can also be used as a wireless mobile communication device. An example of the wireless mobile communication device is a portable wireless device represented by a mobile phone.

本発明の歪み補償方法は、無線通信装置の内外に組み込まれたCPU、DSP等の演算処理装置に所定の手順を実行させるプログラムによって実行可能である。このプログラムは、歪み補償装置の内外に設けられたメモリその他の記録媒体の形式で保存される。   The distortion compensation method of the present invention can be executed by a program that causes an arithmetic processing device such as a CPU or DSP incorporated inside or outside the wireless communication device to execute a predetermined procedure. This program is stored in the form of a memory or other recording medium provided inside or outside the distortion compensation apparatus.

以上、本発明の各種実施形態を説明したが、本発明は前記実施形態において示された事項に限定されず、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者がその変更・応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。   Although various embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the matters shown in the above-described embodiments, and those skilled in the art can make modifications and applications based on the description and well-known techniques. This is also the scope of the present invention, and is included in the scope of seeking protection.

本発明によれば、無線通信装置において歪み補償係数の誤算出を減らすとともに、無線通信部のアナログ部の調整が不要となり、歪み補償係数の収束効率を向上させる歪み補償装置、歪み補償方法が提供される。   According to the present invention, a distortion compensation device and a distortion compensation method are provided that reduce erroneous calculation of a distortion compensation coefficient in a wireless communication apparatus, eliminate the need for adjustment of an analog part of the wireless communication unit, and improve convergence efficiency of the distortion compensation coefficient. Is done.

D/A変換とA/D変換のサンプリング周波数の差異により生ずる折り返し現象を説明する図。The figure explaining the folding phenomenon produced by the difference of the sampling frequency of D / A conversion and A / D conversion. 本発明の無線通信装置(電力増幅装置)の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the radio | wireless communication apparatus (power amplifier) of this invention. 信号周波数に対するフィードバック信号の電力レベルを示すグラフ。The graph which shows the power level of the feedback signal with respect to signal frequency. フィルタの周波数特性を示すグラフ。The graph which shows the frequency characteristic of a filter. ACP観測評価及びフィルタの設定処理のフローチャート。The flowchart of an ACP observation evaluation and a filter setting process. ACP評価スコアがN(最大)の場合の観測信号スペクトルとフィルタ特性を示すグラフ。The graph which shows an observation signal spectrum and filter characteristic in case an ACP evaluation score is N (maximum). ACP評価スコアが2の場合の観測信号スペクトルとフィルタ特性を示すグラフ。The graph which shows an observation signal spectrum in case ACP evaluation score is 2, and a filter characteristic. ACP評価スコアが1の場合の観測信号スペクトルとフィルタ特性を示すグラフ。The graph which shows an observation signal spectrum in case an ACP evaluation score is 1, and a filter characteristic. 漏洩電力測定帯域をN区間に分ける変形例を示すグラフ。The graph which shows the modification which divides a leakage electric power measurement zone | band into N area. 変形例においてACP評価スコアがN−1(最大付近)の場合の観測信号スペクトルとフィルタ特性を示すグラフ。The graph which shows an observation signal spectrum and filter characteristic in case a ACP evaluation score is N-1 (near maximum) in a modification. 変形例においてACP評価スコアが1の場合の観測信号スペクトルとフィルタ特性を示すグラフ。The graph which shows an observation signal spectrum and filter characteristic in case an ACP evaluation score is 1 in a modification. 前歪み補償が無い場合の増幅結果を示す図。The figure which shows the amplification result when there is no predistortion compensation. 前歪み補償部を設けて歪み補償した場合の増幅結果を示す図。The figure which shows the amplification result at the time of providing a front distortion compensation part and carrying out distortion compensation. アンテナ出力信号の位相が回転する概念を示す図。The figure which shows the concept that the phase of an antenna output signal rotates. 歪み補償した場合としない場合の周波数スペクトラムを示す図。The figure which shows the frequency spectrum when not carrying out distortion compensation.

符号の説明Explanation of symbols

11 歪み補償部
13 送信側フィルタ
15 D/A変換器
17 アップコンバータ
19 RF周波数発振器
21 アンプ
23 アンテナ
25 減衰器
27 アップコンバータ
29 A/D変換器
31 フィードバック側フィルタ
33 ACP観測評価部
35 歪み計算部
37 遅延器
100 無線通信装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Distortion compensation part 13 Transmission side filter 15 D / A converter 17 Up converter 19 RF frequency oscillator 21 Amplifier 23 Antenna 25 Attenuator 27 Up converter 29 A / D converter 31 Feedback side filter 33 ACP observation evaluation part 35 Distortion calculation part 37 Delay Device 100 Wireless Communication Device

Claims (10)

無線通信装置におけるアンプの歪み特性に応じて、送信信号に生じ得る歪みを補償する歪み補償装置であって、
送信信号のフィードバック信号を入力し、該フィードバック信号の所定の周波数帯域の信号のみを通過させるフィルタと、
前記フィードバック信号に基づき送信帯域外の漏洩電力レベルを検知し、該漏洩電力レベルに応じて前記フィルタの前記周波数帯域を変化させる漏洩電力評価部と、を備える歪み補償装置。
A distortion compensation device that compensates for distortion that may occur in a transmission signal in accordance with distortion characteristics of an amplifier in a wireless communication device,
A filter that inputs a feedback signal of a transmission signal and passes only a signal of a predetermined frequency band of the feedback signal;
A distortion compensation device comprising: a leakage power evaluation unit that detects a leakage power level outside a transmission band based on the feedback signal and changes the frequency band of the filter according to the leakage power level.
請求項1記載の歪み補償装置であって、
前記漏洩電力評価部は、前記漏洩電力レベルが小さいほど前記周波数帯域を広げる、歪み補償装置。
The distortion compensation apparatus according to claim 1,
The leakage power evaluation unit is a distortion compensation device that expands the frequency band as the leakage power level is smaller.
請求項1記載の歪み補償装置であって、
前記漏洩電力評価部は、前記フィードバック信号の送信帯域の電力レベルと前記漏洩電力レベルとを比較して漏洩レベルをスコア化する、歪み補償装置。
The distortion compensation apparatus according to claim 1,
The leakage power evaluation unit is a distortion compensation device that scores a leakage level by comparing a power level of a transmission band of the feedback signal with the leakage power level.
請求項3記載の歪み補償装置であって、
前記漏洩電力評価部は、前記フィードバック信号の送信帯域の電力レベルと前記漏洩電力レベルの比を算出し、当該比と所定の閾値を比較して評価スコアを算出する、歪み補償装置。
The distortion compensation apparatus according to claim 3,
The leakage power evaluation unit is a distortion compensation device that calculates a ratio between a power level of a transmission band of the feedback signal and the leakage power level, and compares the ratio with a predetermined threshold to calculate an evaluation score.
請求項4記載の歪み補償装置であって、
前記フィルタは、前記評価スコアが大きいほど前記周波数帯域を広げる、歪み補償装置。
The distortion compensation apparatus according to claim 4, wherein
The filter is a distortion compensation device that expands the frequency band as the evaluation score increases.
請求項1ないし5のいずれか1項記載の歪み補償装置とアンプとを備える無線通信装置。   A wireless communication device comprising the distortion compensation device according to any one of claims 1 to 5 and an amplifier. 請求項6記載の無線通信装置より構成される無線通信基地局装置。   A radio communication base station apparatus comprising the radio communication apparatus according to claim 6. 請求項6記載の無線通信装置より構成される無線移動体通信装置。   A wireless mobile communication device comprising the wireless communication device according to claim 6. 無線通信装置におけるアンプの歪み特性に応じて、送信信号に生じ得る歪みを補償する歪み補償方法であって、
送信信号のフィードバック信号を入力し、該フィードバック信号の所定の周波数帯域の信号のみを通過させるステップと、
前記フィードバック信号に基づき送信帯域外の漏洩電力レベルを検知するステップと、
該漏洩電力レベルに応じて前記フィルタの前記周波数帯域を変化させるステップと、を備える歪み補償装置。
A distortion compensation method for compensating for distortion that may occur in a transmission signal in accordance with distortion characteristics of an amplifier in a wireless communication device,
Inputting a feedback signal of a transmission signal and passing only a signal of a predetermined frequency band of the feedback signal; and
Detecting a leakage power level outside a transmission band based on the feedback signal;
Changing the frequency band of the filter in accordance with the leakage power level.
請求項9記載の歪み補償方法の各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラム。   The program for making a computer perform each step of the distortion compensation method of Claim 9.
JP2005098674A 2005-03-30 2005-03-30 Distortion compensation apparatus and distortion correction method Withdrawn JP2006279775A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005098674A JP2006279775A (en) 2005-03-30 2005-03-30 Distortion compensation apparatus and distortion correction method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005098674A JP2006279775A (en) 2005-03-30 2005-03-30 Distortion compensation apparatus and distortion correction method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2006279775A true JP2006279775A (en) 2006-10-12

Family

ID=37214002

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005098674A Withdrawn JP2006279775A (en) 2005-03-30 2005-03-30 Distortion compensation apparatus and distortion correction method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2006279775A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011529305A (en) * 2008-07-25 2011-12-01 クゥアルコム・インコーポレイテッド Transmission noise cancellation
WO2012090547A1 (en) * 2010-12-27 2012-07-05 株式会社日立国際電気 Distortion compensation circuit
US8274329B2 (en) 2010-01-28 2012-09-25 Fujitsu Limited Signal compensation device and communication apparatus

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011529305A (en) * 2008-07-25 2011-12-01 クゥアルコム・インコーポレイテッド Transmission noise cancellation
JP2014078990A (en) * 2008-07-25 2014-05-01 Qualcomm Incorporated Transmission noise cancellation
US8274329B2 (en) 2010-01-28 2012-09-25 Fujitsu Limited Signal compensation device and communication apparatus
WO2012090547A1 (en) * 2010-12-27 2012-07-05 株式会社日立国際電気 Distortion compensation circuit
JP2012138743A (en) * 2010-12-27 2012-07-19 Hitachi Kokusai Electric Inc Distortion compensation circuit

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8022763B2 (en) Amplifier failure detection apparatus
US7317353B2 (en) Amplification device
US7561636B2 (en) Digital predistortion apparatus and method in power amplifier
JP4280787B2 (en) Predistorter
KR100959032B1 (en) Frequency-dependent magnitude pre-distortion for reducing spurious emissions in communication networks
JP4255361B2 (en) Distortion compensation amplifier
JP4855267B2 (en) Signal extraction circuit and distortion compensation amplifier having the same
JP5071370B2 (en) Distortion compensation apparatus and method
JP5811929B2 (en) Wireless device, distortion compensation method, and distortion compensation program
JP4619827B2 (en) Distortion compensation device
JP4087180B2 (en) Method for predistorting input signal and predistortion system
WO2000074232A1 (en) Predistortion type distortion compensation amplifier
JP2005101908A (en) Amplifier with pre-distortion system distortion compensation function
JP2006279780A (en) Distortion compensation apparatus and distortion correction method
JP5049562B2 (en) Power amplifier
JP5124655B2 (en) Distortion compensation amplifier
US8804872B1 (en) Dynamic determination of volterra kernels for digital pre-distortion
JP4697778B2 (en) Distortion compensation apparatus and distortion compensation method
US20190238108A1 (en) Envelope tracking method, system, and device employing the method
JP2005151119A (en) Distortion compensating apparatus
US9337783B2 (en) Distortion compensation apparatus and distortion compensation method
JP2006237925A (en) Radio transmission amplification device
JP4866388B2 (en) Distortion compensation apparatus and distortion compensation method
JP2006279775A (en) Distortion compensation apparatus and distortion correction method
JP4841115B2 (en) Extended predistortion method and apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20071113

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20071120

A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20080603