JP2007013431A - 歪み補償回路および歪み補償方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 従来の送信機よりも変調信号と復調信号との位相誤差を低減することで、増幅器の歪み補償の精度を向上させる。
【解決手段】 フィードバック方式により歪み補償を行う送信機１００は、移相器７の実際の電圧対移相特性に従い移相器７の印加電圧を制御する位相補正器１３を備える。また、位相補正器１３は移相器７の実際の電圧対移相特性を記憶させる記憶素子１４を有する。移相器７の実際の電圧対移相特性は、位相補正器１３で単位電圧毎に印加電圧を増加して移相器７を制御し、その際にトレーニング位相検出器１１が検出した位相誤差と移相器７の印加電圧とに基づいて記憶素子１４に記憶する。そして、送信機１００は、移相器７の実際の電圧対移相特性に基づいて送信波に対するトレーニングを行い、トレーニングにより生成した負帰還信号を変調信号に加算することで、増幅器４に対する歪み補償を行い無線送信する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、増幅器に対する歪み補償を行う歪み補償回路および歪み補償方法に関するものである。

無線送信を行う際、増幅器において高い増幅効率で送信波の電力増幅を行うと、増幅器の入力電力対出力電力特性や入力電力対位相回転特性に歪みが発生する。そして、歪みの発生により送信波のスペクトルが広がり隣接チャネルに電力が漏洩し、漏洩した電力（隣接チャネル漏洩電力）の影響により隣接チャネルを使用する無線機と混信を起こすなど、通信性能の劣化を起こす。
そこで、無線送信機では、増幅器への入力信号の位相に対する逆位相の出力信号を入力に戻して入力信号に加算する負帰還回路を用いることにより増幅器に対する歪み補償を行っている。
無線送信機は、例えば、送信データをベースバンド変調して同相成分Ｉと直交成分Ｑとのベースバンド変調信号を生成し、ベースバンド変調信号を直交変調して送信波を生成する。そして、この無線送信機の負帰還回路は、送信波（上記出力信号）を直交復調した復調信号をベースバンド変調信号（上記入力信号）の逆移相でベースバンド変調信号に加算する。また、負帰還回路では、ベースバンド変調信号の逆移相と復調信号との位相差分、復調処理に使用するローカル波（ローカル信号、搬送波）を移相して復調信号の位相をベースバンド変調信号の逆位相にする。

負帰還回路により歪み補償する回路を以下、フィードバック方式歪み補償回路とする。
また、ベースバンド変調信号を変調信号とする。
また、変調信号の逆位相と復調信号の位相との位相差を位相誤差とする。
また、変調信号の同相成分ＩをＩ、直交成分ＱをＱ、復調信号の同相成分ＩをＩ’、直交成分ＱをＱ’とする。

図８は、従来の送信機２００を示す構成図である。
フィードバック方式歪み補償回路を使用した従来の送信機２００について、図８に基づいて以下に説明する。

ベースバンド変調信号生成回路１から出力された変調信号に対して直交変調器３は発振機６から出力されるローカル波を用いて直交変調を行い送信波を生成する。この送信波を増幅器４にて増幅し、カプラ５にて送信波を増幅器８に分岐する。
次に、直交復調器９は増幅器８で増幅された送信波を入力する。直交復調器９では、発振機６から出力されるローカル波を用いて送信波の復調を行い復調信号を生成する。トレーニング位相検出器１１はベースバンド変調信号生成回路１から出力された変調信号と直交復調器９から出力された復調信号とを入力し、変調信号と復調信号の位相誤差を検出する。移相器７は、トレーニング位相検出器１１の検出した位相誤差に対して、線形の電圧対移相特性（理想的な電圧対移相特性）における電圧量を印加電圧とし、発振機６から出力されるローカル波を移相する。直交復調器９は移相器７が移相したローカル波を用いて送信波の復調を行い位相誤差を補正した復調信号を生成する。
そして、加算器２が直交復調器９が生成した復調信号を変調信号に加算し、直交変調器３が復調信号の加算された変調信号の直交変調を行い送信波を生成し、増幅器４にて送信波の増幅を行い、アンテナ１２にて送信波の発信を行う。
特開２０００−１９６６９２号公報 特開平０６−０３００５９号公報

図９は、電圧制御型の移相器７の電圧対移相特性を例示する図である。
上述のように、従来の送信機２００では、移相器７の電圧対移相特性を線形特性（理想的な電圧対移相特性）として扱い、変調信号と復調信号との位相誤差に対応する印加電圧で移相器７を制御してローカル波を移相し、位相誤差を補正した復調信号を生成している。
但し、移相器７の実際の電圧対移相特性は、図９に例示したように、線形特性ではなく非線形特性である。さらに、移相角、電圧によっては理想的な電圧対移相特性と実際の電圧対移相特性との差が大きい場合がある。
このため、移相器７の電圧対移相特性を線形特性として位相誤差に対応する電圧で移相器７を制御した場合、移相器７でのローカル波の実際の移相角度は位相誤差と異なり、位相誤差を十分に補正できず、増幅器４の歪み補償を十分に行えない場合があった。つまり、隣接チャネル漏洩電力などの性能劣化につながっていた。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、従来の送信機よりも変調信号と復調信号との位相誤差を低減することで、増幅器の歪み補償の精度を向上させることを目的とする。また、各デバイス（送信機の構成機器）の周波数特性（位相回転の周波数依存性）に合わせて特定のチャネルを使用するように組まれた歪み補償回路で、他のチャネルを使用する場合にも高い精度で歪み補償が可能な送信機、つまり、広帯域で歪み補償が可能な送信機を実現することを目的とする。

本発明の歪み補償回路は、入力信号と復調信号との位相誤差を検出し、検出した位相誤差を出力する位相検出器と、位相誤差毎に対応する前記移相器への印加電圧値を記憶する記憶素子を有し、前記位相検出器から位相誤差を入力し、前記記憶素子に記憶されている印加電圧値であり入力した位相誤差に対応する印加電圧値に基づいて前記移相器への印加電圧量を制御する移相制御器とを備えたことを特徴とする。

歪み補償回路において、移相器の実際の電圧対移相特性を記憶素子に記憶し、位相誤差に対応する印加電圧値で移相器を制御する移相制御器を備えたことにより、従来の送信機よりも変調信号と復調信号との位相誤差を低減し、増幅器の歪み補償の精度を向上することができる。また、位相誤差を低減することで、広帯域での歪み補償送信が可能となる。

実施の形態１．
ここで、負帰還回路において入力信号に加算する信号を負帰還信号とする。
また、歪み補償するための負帰還（入力信号に負帰還信号を戻すループ）を補償ループとする。
また、補償ループにおいて負帰還信号を生成する処理をトレーニングとする。
また、復調信号を生成し、変調信号と復調信号との位相誤差を検出し、位相誤差に応じてローカル波を移相し、再び復調信号を生成する、トレーニングでの繰り返し処理をトレーニングループとする。
また、トレーニングループでの復調信号の位相をループ位相とする。
また、トレーニングループで検出した（変調信号と復調信号との）位相誤差をループ位相差とする。

図１は、実施の形態１における送信機１００の構成図である。
実施の形態１における送信機１００の構成機器について、図１に基づいて以下に説明する。

実施の形態１における送信機１００は、前記した従来の送信機２００と同様に、ベースバンド変調信号生成回路１、加算器２、直交変調器３、増幅器４、カプラ５、発振機６、移相器７、増幅器８、直交復調器９、スイッチ１０、トレーニング位相検出器１１、アンテナ１２を備える。
また、実施の形態１における送信機１００は位相補正器１３を備え、位相補正器１３は記憶素子１４を有する。

ベースバンド変調信号生成回路１は送信データをベースバンド変調して生成した同相成分Ｉ（Ｉ）と直交成分Ｑ（Ｑ）とを変調信号として出力する。
加算器２は入力した２つの信号の加算を行う。
直交変調器３は同相成分Ｉの信号と直交成分Ｑの信号とを入力しローカル波を使用して直交変調を行い送信波を生成し出力する。
増幅器４と増幅器８は入力波を電力増幅して出力する。また、増幅器８での増幅率は低いため、増幅器８での歪みの影響は無いものとして扱うことができる。
カプラ５は入力波の出力を分岐する。
発振機６はローカル波を生成して出力する。
移相器７は入力波を移相する。移相器７の移相角度は印加電圧と関連する。
直交復調器９はローカル波を使用して入力波を直交復調し生成した同相成分Ｉ（Ｉ’）と直交成分Ｑ（Ｑ’）とを復調信号として出力する。
スイッチ１０はオン／オフにより信号の入出力を制御する。
トレーニング位相検出器１１は入力した２つの信号の位相誤差を検出し出力する。トレーニング位相検出器１１は、例えば、図２に示すような２つの信号（Ｑ，Ｑ’）のループ位相差を、２つの信号のゼロクロス点の時間差を測定することにより検出する。ここで、ゼロクロス点とは振幅が０であり互いの信号の位相差が１８０°となる時刻を指す。
アンテナ１２は無線により送信波の受発信を行う。
位相補正器１３は、位相誤差を入力し、移相器７の電圧対移相特性に基づき入力した位相誤差に対応する電圧（量）で移相器７を制御する。
記憶素子１４は非線形特性である移相器７の実際の電圧対移相特性について、移相角度に対応する電圧値を記憶する。ここで、移相角度は位相誤差に対応する。

そして、ベースバンド変調信号生成回路１は出力側で加算器２とトレーニング位相検出器１１とに接続している。加算器２は入力側でベースバンド変調信号生成回路１と（スイッチ１０を介して）直交復調器９とに接続し、出力側で直交変調器３に接続している。直交変調器３は入力側で加算器２と発振機６とに接続し、出力側で増幅器４に接続している。増幅器４は入力側で直交変調器３に接続し、出力側でカプラ５を介してアンテナ１２と増幅器８とに接続している。アンテナ１２は入力側でカプラ５を介して増幅器４に接続している。増幅器８は入力側でカプラ５を介して増幅器４に接続し、出力側で直交復調器９に接続している。直交復調器９は入力側で増幅器８と移相器７とに接続し、出力側でトレーニング位相検出器１１と（スイッチ１０を介して）加算器２とに接続している。トレーニング位相検出器１１は入力側でベースバンド変調信号生成回路１と直交復調器９とに接続し、出力側で位相補正器１３に接続している。位相補正器１３は入力側でトレーニング位相検出器１１に接続し、出力側で移相器７に接続している。移相器７は入力側で位相補正器１３と発振機６とに接続し、出力側で直交復調器９に接続している。発振機６は出力側で直交変調器３と移相器７とに接続している。

図３は、実施の形態１における送信機１００の処理を示すフローチャートである。
実施の形態１における送信機１００の歪み補償送信処理の流れについて、図３に基づいて以下に説明する。

送信機１００は、送信データを示すベースバンド変調信号を直交変調・増幅して送信波を生成し（送信波生成ステップ）、送信波を直交復調して負帰還信号を生成し（トレーニングステップ）、負帰還信号を加算したベースバンド変調信号を直交変調・増幅して歪み補償した送信波を生成し発信する（歪み補償発信ステップ）。

＜送信波生成ステップ＞
まず、ベースバンド変調信号生成回路１が送信データをベースバンド変調して生成した同相成分Ｉ（Ｉ）と直交成分Ｑ（Ｑ）とを変調信号として出力する（Ｓ１０１）。
次に、直交変調器３がベースバンド変調信号生成回路１の出力した変調信号（Ｉ，Ｑ）を入力し、発振機６の発振するローカル波を使用して直交変調を行い、送信波を生成し出力する（Ｓ１０２）。
次に、増幅器４が直交変調器３の出力した送信波を入力し増幅して出力する（Ｓ１０３）。

＜トレーニングステップ＞
次に、直交復調器９は、増幅器４が出力しカプラ５と増幅器８を経由した送信波を入力し、発振機６の発振したローカル波を使用して送信波を直交復調し生成した同相成分Ｉ（Ｉ’）と直交成分Ｑ（Ｑ’）とを復調信号として出力する。このとき、移相器７の印加電圧を０とし、移相器７によるローカル波の移相は行わない（Ｓ１０４）。
次に、トレーニング位相検出器１１がベースバンド変調信号生成回路１の出力した変調信号である直交成分Ｑ（Ｑ）と直交復調器９の出力した復調信号である直交成分Ｑ（Ｑ’）とを入力し、入力した２つの信号（Ｑ，Ｑ’）の位相誤差を検出し出力する（Ｓ１０５）。
次に、位相補正器１３が、トレーニング位相検出器１１の出力した位相誤差を移相器７が移相するローカル波の移相角度として、移相角度に対応する移相器７の印加電圧値を記憶素子１４から取得する。所望の移相角度に対応する移相器７の印加電圧値が記憶素子１４に記憶されていない場合、位相補正器１３は記憶素子１４に記憶されている移相角度に対応する移相器７の印加電圧値に対して、多項式近似や移動平均などの補間処理を実行して印加電圧値を取得する。または、移相器７の理想的な電圧対移相特性に基づいて（移相器７の単位移相角度当りの印加電圧値に基づいて）印加電圧値を取得してもよい。または、補間処理を実行した印加電圧値の取得と移相器７の理想的な電圧対移相特性に基づく印加電圧値の取得とのいずれかを選択してもよい。例えば、記憶素子１４に記憶されている移相角度と位相誤差との差が所定の閾値以上である場合に、移相器７の理想的な電圧対移相特性に基づく印加電圧値の取得を選択するようにしてもよい（Ｓ１０６）。
次に、位相補正器１３が、取得した印加電圧値の電圧で移相器７を制御する（Ｓ１０７）。
次に、位相補正器１３の制御した印加電圧により、移相器７が発振機６の発振したローカル波を移相する（Ｓ１０８）。
次に、直交復調器９が移相器７の移相したローカル波を使用して送信波を直交復調し生成した同相成分Ｉ（Ｉ’）と直交成分Ｑ（Ｑ’）とを復調信号として出力する。また、このとき出力した復調信号を負帰還信号とする（Ｓ１０９）。

＜歪み補償発信ステップ＞
次に、加算器２が、トレーニング位相検出器１１の出力した負帰還信号（Ｉ’，Ｑ’）をベースバンド変調信号生成回路１の出力した変調信号（Ｉ，Ｑ）に加算して変調信号を出力する（Ｓ１１０）。
次に、直交変調器３が加算器２の出力した変調信号を入力し、発振機６の発振するローカル波を使用して直交変調を行い、送信波を生成し出力する（Ｓ１１１）。
次に、増幅器４が直交変調器３の出力した送信波を入力し増幅して出力する（Ｓ１１２）。
そして、アンテナ１２が増幅器４の出力した送信波を発信する（Ｓ１１３）。

なお、送信機１００は、トレーニング終了（トレーニングステップ（Ｓ１０９））までスイッチ１０をオフにして変調信号に復調信号を加算しないようにし、トレーニング終了の際にスイッチ１０をオンにして変調信号に負帰還信号を加算するようにする。

次に、非線形特性を持つ移相器７の電圧対移相特性について、移相角度に対応する電圧値を記憶素子１４に記憶させる方法について説明する。
図４は、実施の形態１における移相器７の電圧対移相特性を記憶する処理を示すフローチャートである。
実施の形態１における送信機１００が、位相補正器１３の有する記憶素子１４に、移相器７の実際の電圧対移相特性を記憶する処理（以下、移相器特性記憶処理とする）の流れについて、図４に基づいて以下に説明する。

送信機１００は、任意のデータを示すベースバンド変調信号を直交変調・増幅して上記送信波に相当する信号（特性検出用信号）を生成し（特性検出用信号生成ステップ）、特性検出用信号を直交復調して位相誤差を検出し（移相器特性検出ステップ：前処理ステップ）、移相器７の印加電圧を単位電圧分増加したときの復調信号の移相角度と印加電圧値とを対応付けて位相補正器１３の記憶素子１４に記憶し（移相器特性検出ステップ：移相角度記憶ステップ）、記憶素子１４への移相器７の電圧対移相特性の記憶を移相角３６０°分繰り返す（ループ判定ステップ）。

ここで、移相器７の実際の電圧対移相特性を記憶するために生成する上記送信波に相当する信号を特性検出用信号とする。例えば、ベースバンド変調方式がπ／４シフトＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）である場合、ベースバンド変調信号生成回路１が、連続して０を示すデータ（以下、連続０データとする）をπ／４シフトＱＰＳＫで変調した変調信号を出力し、直交変調器３で直交変調し、増幅器４で増幅して特性検出用信号を生成する。π／４シフトＱＰＳＫ方式の場合、連続０データは＋π／４連続変位する信号で示されるため、ベースバンド変調信号生成回路１の出力する変調信号および直交復調器９の出力する復調信号は共に正弦波となる。トレーニング位相検出器１１は正弦波である変調信号と復調信号のゼロクロス点の時間差を測定して位相差を検出する。

また、移相器７の電圧対移相特性を検出する際の検出単位を示す電圧を単位電圧とする。例えば、移相器７の電圧対移相特性を線形とした場合の移相１°当りの電圧を単位電圧として移相器７の実際の電圧対移相特性を検出する。

＜作業用信号生成ステップ＞
まず、ベースバンド変調信号生成回路１が任意データをベースバンド変調して生成した同相成分Ｉ（Ｉ）と直交成分Ｑ（Ｑ）とを変調信号として出力する（Ｓ２０１）。
次に、直交変調器３がベースバンド変調信号生成回路１の出力した変調信号（Ｉ，Ｑ）を入力し、発振機６の発振するローカル波を使用して直交変調を行い、特性検出用信号を生成し出力する（Ｓ２０２）。
次に、増幅器４が直交変調器３の出力した特性検出用信号を入力し増幅して出力する（Ｓ２０３）。

＜移相器特性検出ステップ＞
＜前処理ステップ＞
次に、直交復調器９は、増幅器４が出力しカプラ５と増幅器８を経由した特性検出用信号を入力し、発振機６の発振したローカル波を使用して特性検出用信号を直交復調し生成した同相成分Ｉ（Ｉ’）と直交成分Ｑ（Ｑ’）とを復調信号として出力する。このとき、移相器７の印加電圧を０とし、移相器７によるローカル波の移相は行わない（Ｓ２０４）。
次に、トレーニング位相検出器１１がベースバンド変調信号生成回路１の出力した変調信号である直交成分Ｑ（Ｑ）と直交復調器９の出力した復調信号である直交成分Ｑ（Ｑ’）とを入力し、入力した２つの信号（Ｑ，Ｑ’）の位相誤差を検出し出力する。ここで、移相器７によりローカル波の移相を行わなかった際に検出した位相誤差を、構成機器や環境に基づく送信機１００の固有の位相差を示す固定位相差とする（Ｓ２０５）。

＜移相器特性検出ステップ＞
＜移相角度記憶ステップ＞
次に、位相補正器１３が、単位電圧分増加した印加電圧で移相器７を制御する（Ｓ２０６）。
次に、位相補正器１３の制御した印加電圧により、移相器７が発振機６の発振したローカル波を移相する（Ｓ２０７）。
次に、直交復調器９が移相器７の移相したローカル波を使用して特性検出用信号を直交復調し生成した同相成分Ｉ（Ｉ’）と直交成分Ｑ（Ｑ’）とを復調信号として出力する（Ｓ２０８）。
次に、トレーニング位相検出器１１がベースバンド変調信号生成回路１の出力した変調信号である直交成分Ｑ（Ｑ）と直交復調器９の出力した復調信号である直交成分Ｑ（Ｑ’）とを入力し、入力した２つの信号（Ｑ，Ｑ’）の位相誤差を検出し上記固定位相差を差し引いた位相差を出力する。この際に検出した位相誤差を、位相補正器１３が移相器７の印加電圧を制御し移相器７がローカル波の移相を行った後に検出した移相後位相差とし、トレーニング位相検出器１１が出力する位相差であり移相後位相差から上記固定位相差を差し引いた位相差を移相角度とする（Ｓ２０９）。
次に、位相補正器１３が記憶素子１４に、トレーニング位相検出器１１の出力した移相角度に対応付けて移相器７の当該印加電圧値（Ｓ２０６での印加電圧値）を記憶する（Ｓ２１０）。

＜移相器特性検出ステップ＞
＜ループ判定ステップ＞
そして、位相補正器１３が移相角３６０°分の移相器７の当該印加電圧値を記憶素子１４に記憶したか判定する。記憶済みであれば移相器特性記憶処理を終了し、記憶未済みであれば移相角度記憶ステップ（Ｓ２０６〜Ｓ２１０）を繰り返す（Ｓ２１１）。

なお、送信機１００は、移相器特性記憶処理時はスイッチ１０をオフにし、変調信号に復調信号を加算しないようにする。

上記実施の形態１において説明した送信機１００は、前記構成図で示した構成機器の他、プログラムを実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を備えている。ＣＰＵは、バスを介してＲＯＭ、ＲＡＭ、各構成機器と接続されている。また、送信機１００は、ベースバンド変調信号生成回路１が送信データを入力する入力機器を備え、入力機器はＣＰＵと接続されている。
ＲＡＭは揮発性メモリの一例であり、ＲＯＭは不揮発性メモリの一例である。これらは記憶機器の一例である。記憶素子１４は例えばＲＡＭで構成される。

記憶機器には、オペレーティングシステム（ＯＳ）、プログラム群、ファイル群が記憶されている。プログラム群は、ＣＰＵ、ＯＳにより実行される。

上記プログラム群には、実施の形態の説明において「〜回路」、「〜器」として説明する送信機１００の構成機器の機能を実行するプログラムが記憶されている。プログラムは、ＣＰＵにより読み出され実行される。
ファイル群には、実施の形態の説明において、移相器７の電圧対移相特性情報や「〜を判定し」、「〜を判定した結果」、「〜を計算し」、「〜を計算した結果」、「〜を処理し」、「〜を処理した結果」のような表現で説明する結果情報が、「〜ファイル」として記憶されている。

また、実施の形態の説明において「〜回路」、「〜器」として説明する送信機１００の構成機器は、ＲＯＭに記憶されたファームウェアで実現されていても構わない。或いは、ハードウェアのみ、或いは、ソフトウェアとハードウェアとの組み合わせ、さらには、ファームウェアとの組み合わせで実施されても構わない。

上記実施の形態１において、以下のようなことを説明した。
ベースバンド変調信号生成回路１より出力された変調信号を直交変調器３にて発振機６より出力されるローカル波に直交変調を行ない送信波を生成する。この送信波は増幅器４にて増幅しカプラ５を経由しアンテナ１２より送信される。送信波は、カプラ５で分岐され増幅器８にて増幅されて、直交復調器９に入力される。直交復調器９では、発振機６のローカル波を用いて復調を行い復調信号を生成する。トレーニングを行う場合は、スイッチ１０にて復調信号が加算器２に入力されないように切断しておきベースバンド変調信号生成回路１から出力された変調信号と直交復調器９から出力された復調信号を比較し変調信号と復調信号の位相誤差を検出する。検出した位相誤差から位相補正器１３にて移相器７の制御電圧対移相の誤差を修正した制御電圧（印加電圧）で移相器７を制御することより移相器７で移相されたローカル波を用いて直交復調器９により復調された位相補正後の復調信号を、スイッチ１０を接続して加算器２にて変調信号と加算する。これにより、送信機１００は増幅器４に対する歪み補償を行う。
つまり、電圧制御型移相器の設定誤差を補正するための位相補正器１３を持ち、制御電圧に応じた移相角が正しく設定できる送信機であり、送信波をフィードバックにて歪み補償する方式において、トレーニングした位相誤差に基づいて位相補正量を設定する際、移相器の制御電圧対位相特性の関係を用いて移相器の制御電圧を補正し、移相設定誤差による特性劣化を低減することができる送信機について説明した。
この送信機により、電圧制御型移相器の制御電圧対移相の非直線性による位相誤差を低減し、歪み補償特性を改善することができる。

また、補間処理または移相器７の理想的な電圧対移相特性の利用により、位相誤差（移相角度）に対応する（移相器７への）印加電圧値が記憶素子１４に記憶されていない場合にも歪み補償することができる。

実施の形態２．
上記実施の形態１では、事前に位相補正器１３の記憶素子１４に移相器７の制御電圧対ループ位相差の特性（電圧対移相特性）を記憶させ、トレーニングループを１回実施しただけで変調信号に対する復調信号の位相補正を行い歪み補償することについて説明した。
実施の形態２では、移相器７の電圧対移相特性を事前に記憶せず、代わりにトレーニングループを２回実施することで、変調信号に対する復調信号の位相補正を行い歪み補償することについて説明する。
実施の形態２において、上記実施の形態１と異なる部分について説明し、その他の部分については上記実施の形態１と同様であるものとする。

図５は、実施の形態２における送信機１００の構成図である。
図５において、実施の形態２における送信機１００の構成は、上記実施の形態１における送信機１００に対して位相補正器１３の記憶素子１４の無い点が異なり、その他の構成については上記実施の形態１と同様である。

図６は、実施の形態２における送信機１００の処理を示すフローチャートである。
実施の形態２における送信機１００の歪み補償送信処理の流れについて、図６に基づいて以下に説明する。

＜送信波生成ステップ＞
まず、送信機１００は、送信データを示すベースバンド変調信号を直交変調・増幅して送信波を生成し出力する。この送信波生成ステップの処理は上記実施の形態１における送信機１００の歪み補償送信処理の送信波生成ステップ（Ｓ１０１〜Ｓ１０３）と同じである（Ｓ３０１〜Ｓ３０３）。

＜トレーニングステップ＞
次に、上記実施の形態１における送信機１００の歪み補償送信処理のトレーニングステップ（Ｓ１０４〜Ｓ１０５）と同様に、直交復調器９が復調信号を生成して出力し（Ｓ３０４）、トレーニング位相検出器１１が位相誤差を検出し出力する（Ｓ３０５）。
次に、位相補正器１３が、トレーニング位相検出器１１の出力した位相誤差を移相器７が移相するローカル波の移相角度として、移相角度に対応する印加電圧で移相器７を制御する。このとき、位相補正器１３は、移相器７の電圧対移相特性を線形とした場合（理想的な電圧対移相特性である場合）の印加電圧値（単位移相角度当りの印加電圧値）を算出し移相器７の印加電圧を制御する。また、位相補正器１３は、２回目のトレーニングループ時には、１回目のトレーニングループ時の移相器７への印加電圧に対して２回目のトレーニングループ時のループ位相差分調整した印加電圧で移相器７を制御する。例えば、１回目のトレーニングループ時の移相器７への印加電圧に２回目のトレーニングループ時の移相角度（＝ループ位相差）分の電圧を加減算して調整した印加電圧で移相器７を制御する（Ｓ３０６）。
次に、上記実施の形態１における送信機１００の歪み補償送信処理のトレーニングステップ（Ｓ１０８〜Ｓ１０９）と同様に、移相器７がローカル波を移相し（Ｓ３０７）、直交復調器９が復調信号を生成し出力する（Ｓ３０８）。
次に、トレーニング位相検出器１１がトレーニングループを２回行ったか判定する。例えば、送信機１００の記憶素子にトレーニングループ回数を記憶し、トレーニング位相検出器１１がトレーニングループ回数の初期設定やインクリメントを処理すると共にトレーニングループ回数が１の場合は再びトレーニングループ（Ｓ３０５〜Ｓ３０８）を繰り返し、トレーニングループ回数が２の場合はトレーニングを終了して次の処理に移す。また、トレーニング終了時の直交復調器９の出力した復調信号を負帰還信号とする（Ｓ３０９）。

＜歪み補償発信ステップ＞
そして、送信機１００は、負帰還信号を加算したベースバンド変調信号を直交変調・増幅して歪み補償した送信波を生成し発信する。この歪み補償発信ステップの処理は上記実施の形態１における送信機１００の歪み補償送信処理の歪み補償発信ステップ（Ｓ１１０〜Ｓ１１３）と同じである（Ｓ３１０〜Ｓ３１３）。

なお、送信機１００は、トレーニング終了（トレーニングステップ（Ｓ３０９））までスイッチ１０をオフにして変調信号に復調信号を加算しないようにし、トレーニング終了の際にスイッチ１０をオンにして変調信号に負帰還信号を加算するようにする。

上記実施の形態２において、以下のようなことを説明した。
送信機１００は、トレーニングループを行い検出したループ位相差に応じた制御電圧を移相器７に与え、再度トレーニングループを行い、ループ位相差を測定する。位相補正器１３でそのループ位相差に応じて制御電圧を補正して移相器７を制御することにより、位相誤差に応じた位相補正を行え、位相補正誤差（位相補正後の位相誤差）を低減して歪み補償することができる。
即ち、トレーニングは通信を開始する前に行うものであり、１回目のトレーニングループで理想的な位相特性との差異がαであったとすると、２回目のトレーニングループではαを補正すべく移相器７への制御電圧を調整する。仮に、２回目のトレーニングループの結果に差異βがあったとしても、その差異βは、β＜αとなり、位相補正誤差を低減することができる。
つまり、トレーニングした位相誤差に基づいて位相補正量を設定後、再度トレーニングを実施し位相設定誤差を測定し、測定した位相設定誤差に応じ位相補正量を修正することで移相器の制御電圧を補正し、移相設定誤差による特性劣化を低減することができる送信機について説明した。

上記実施の形態２において、トレーニングループ数を２回としたが３回以上にしてもよい。
また、トレーニング位相検出器１１と位相補正器１３とにおいて、当該トレーニングループ時に検出した位相誤差が前回トレーニングループ時の位相誤差より大きい場合、前回トレーニング時の印加電圧で移相器７を制御して負帰還信号を生成してもよい。

実施の形態３．
上記実施の形態１では、位相補正器１３が記憶素子１４に所望の移相角度に対応する印加電圧値が記憶されていない場合、記憶素子１４に記憶された移相角度に対応する印加電圧値に対して補間処理を行い取得した印加電圧値の電圧で移相器７を制御して位相補正を行い歪み補償することについて説明した。
また、上記実施の形態２では、２回のトレーニングループ時に、位相補正器１３が移相器７の電圧対移相特性を線形として移相器７の印加電圧を制御して位相補正を行い歪み補償することについて説明した。
実施の形態３では、位相補正器１３が、記憶素子１４に所望の移相角度に対応する印加電圧値が記憶されていない場合に、移相器７の電圧対移相特性を線形として移相器７の印加電圧を制御して行うトレーニングループを２回実施して位相補正を行い歪み補償することについて説明する。また、位相補正器１３がトレーニングループ時の移相器７の印加電圧値と対応する移相角度とを記憶素子１４に記憶することについて説明する。
実施の形態３において、上記実施の形態１と異なる部分について説明し、その他の部分については上記実施の形態１または上記実施の形態２と同様であるものとする。

実施の形態３における送信機１００の構成は上記実施の形態１における送信機１００と同様である。

図７は、実施の形態３における送信機１００の処理を示すフローチャートである。
実施の形態３における送信機１００の歪み補償送信処理の流れについて、図７に基づいて以下に説明する。

＜送信波生成ステップ＞
まず、送信機１００は、送信データを示すベースバンド変調信号を直交変調・増幅して送信波を生成し出力する。この送信波生成ステップの処理は上記実施の形態１における送信機１００の歪み補償送信処理の送信波生成ステップ（Ｓ１０１〜Ｓ１０３）と同じである（Ｓ４０１〜Ｓ４０３）。

＜トレーニングステップ＞
＜前処理ステップ＞
次に、上記実施の形態１における送信機１００の歪み補償送信処理のトレーニングステップ（Ｓ１０４〜Ｓ１０５）と同様に、直交復調器９が復調信号を生成して出力し（Ｓ４０４）、トレーニング位相検出器１１が位相誤差を検出し出力する。この際に検出した位相誤差を、位相補正器１３が移相器７の印加電圧を制御し移相器７がローカル波を移相する前に検出した位相誤差である移相前位相差とする（Ｓ４０５）。
次に、位相補正器１３が記憶素子１４に記憶された移相器７の電圧対移相特性を検索し、トレーニング位相検出器１１の出力した位相誤差に対応する電圧が記憶されているか判定する。記憶されている場合は第１トレーニングステップ（Ｓ４０７〜Ｓ４１０）に処理を移し、記憶されていない場合は第２トレーニングステップ（Ｓ４１１〜Ｓ４１４）に処理を移す（Ｓ４０６）。

＜トレーニングステップ＞
＜第１トレーニングステップ＞
トレーニング位相検出器１１の出力した位相誤差に対応する電圧が記憶素子１４に記憶されている場合、上記実施の形態１における送信機１００の歪み補償送信処理のトレーニングステップ（Ｓ１０６〜Ｓ１０９）と同様に、位相補正器１３が記憶素子１４から移相器７への印加電圧値を取得し（Ｓ４０７）、位相補正器１３が移相器７の印加電圧を制御し（Ｓ４０８）、移相器７がローカル波を移相し（Ｓ４０９）、直交復調器９が負帰還信号を生成し出力する（Ｓ４１０）。

＜トレーニングステップ＞
＜第２トレーニングステップ＞
トレーニング位相検出器１１の出力した位相誤差に対応する電圧が記憶素子１４に記憶されていない場合、上記実施の形態２における送信機１００の歪み補償送信処理のトレーニングステップ（Ｓ３０６〜Ｓ３０８）と同様に、位相補正器１３が電圧対移相特性を線形として移相器７の印加電圧を制御し（Ｓ４１１）、移相器７がローカル波を移相し（Ｓ４１２）、直交復調器９が復調信号を生成して出力する（Ｓ４１３）。
次に、トレーニング位相検出器１１が位相誤差を検出し上記移相前位相差を差し引いた位相差を出力する。この際に検出した位相誤差を、（位相補正器１３が印加電圧を制御して）移相器７がローカル波を移相した後に検出した位相誤差である移相後位相差とする。そして、トレーニング位相検出器１１が出力する位相差であり移相後位相差から上記移相前位相差を差し引いた位相差を移相角度とする（Ｓ４１４）。
次に、位相補正器１３が、トレーニング位相検出器１１の出力した移相角度と当該電圧値（Ｓ４１１で移相器７を制御した印加電圧の値）とを対応付けて記憶素子１４に記憶する（Ｓ４１５）。
次に、トレーニング位相検出器１１が（上記実施の形態２のＳ３０９と同様に）トレーニングループ回数を判定する。トレーニング回数が１の場合は再びトレーニングループ（Ｓ４１１〜Ｓ４１５）を繰り返し、トレーニングループ回数が２の場合はトレーニングを終了し次の処理に移す。また、トレーニング終了時の直交復調器９の出力した復調信号を負帰還信号とする（Ｓ４１６）。

＜歪み補償発信ステップ＞
そして、送信機１００は、負帰還信号を加算したベースバンド変調信号を直交変調・増幅して歪み補償した送信波を生成し発信する。この歪み補償発信ステップの処理は上記実施の形態１における送信機１００の歪み補償送信処理の歪み補償発信ステップ（Ｓ１１０〜Ｓ１１３）と同じである（Ｓ４１７〜Ｓ４２０）。

なお、送信機１００は、トレーニング終了（トレーニングステップ（Ｓ４１０・Ｓ４１６））までスイッチ１０をオフにして変調信号に復調信号を加算しないようにし、トレーニング終了の際にスイッチ１０をオンにして変調信号に負帰還信号を加算するようにする。

上記実施の形態３において、以下のようなことを説明した。
上記実施の形態２で説明した、トレーニングループを２回行うことにより位相補正誤差を低減する方法において、トレーニングループを２回行った結果の位相測定値（移相角度）を記憶素子１４に記憶する。そして、１回目のトレーニングループを行った結果（位相誤差）と記憶素子１４に記憶されている電圧対移相特性の示す移相角度とが一致したときは、２回目のトレーニングを行わず、記憶素子１４に記憶されている移相角度の一致した当該電圧値を用いて移相器７を制御し、位相補正誤差を低減した歪み補償を行う。
即ち、記憶素子１４には１回目のトレーニングループの結果と２回目のトレーニングループの結果との移相器７の印加電圧と移相角度との組み合わせを記憶する。通信を開始するに際して、１回目のトレーニングループを行った結果、その結果（位相誤差）と一致する移相角度が記憶素子１４に記憶されていれば、その結果に対応する印加電圧値であり記憶素子１４に記憶されている電圧値を利用して移相器７の制御電圧を調整する。一方、１回目のトレーニングループを行った結果、その結果に対応する印加電圧値が記憶素子１４に記憶されていなければ、２回目のトレーニングループを実施して移相器７の制御電圧を調整すると共に、このときの１回目及び２回目のトレーニングループ結果に基づいて移相器７の実際の電圧対移相特性を記憶素子１４に記憶する。
つまり、上記実施の形態２で説明した歪み補償方式において、１回目及び２回目のトレーニングを実施した位相設定結果（移相角度、制御電圧）をそれぞれ１組として、記憶素子に記憶しておくことで、１回目のトレーニングループを実施した際の位相測定結果が記憶素子内に記憶している位相設定結果と同じであった場合、２回目のトレーニングループを行わず、記憶素子に記憶している同じ組の位相測定結果を用いて位相補正量を修正することにより、移相器の制御電圧を補正し位相設定誤差による特性劣化を低減することができる送信機について説明した。

上記実施の形態３において、トレーニング位相検出器１１の出力した位相誤差に対応する電圧が記憶素子１４に記憶されていない場合、上記実施の形態２と同様に、トレーニングループ数を２回としたが３回以上にしてもよい。また、トレーニング位相検出器１１と位相補正器１３とにおいて、当該トレーニングループ時に検出した位相誤差が前回トレーニングループ時の位相誤差より大きければ、前回トレーニング時の印加電圧で移相器７を制御して負帰還信号を生成してもよい。

また、上記実施の形態３において、上記実施の形態１で説明した移相器特性記憶処理を実施し事前に記憶素子１４に移相器７の実際の電圧対移相特性を記憶してもよい。

そして、上記実施の形態３において、トレーニング位相検出器１１の出力した位相誤差に対応する電圧が記憶素子１４に記憶されていない場合に、移相器７の電圧対移相特性を線形としてトレーニングする代わり（第２トレーニングステップの代わり）に、上記実施の形態１と同様に、記憶素子１４に記憶されている移相角度に対応する印加電圧値を補間処理して算出した印加電圧値に基づいて移相器７への印加電圧を制御してもよい。この場合も移相後位相差から移相前位相差を差し引いた位相差を移相角度とし当該電圧値と対応付けて記憶素子１４に記憶する。

また、上記実施の形態３において、トレーニング位相検出器１１の出力した位相誤差に対応する電圧が記憶素子１４に記憶されていない場合に、移相器７の電圧対移相特性を線形としてトレーニングする（移相器７への）印加電圧の制御と、記憶素子１４に記憶されている移相角度に対応する印加電圧値を補間処理して算出した印加電圧値に基づく（移相器７への）印加電圧の制御とのいずれかを選択してもよい。例えば、記憶素子１４に記憶されている移相角度と位相誤差との差が所定の閾値以上である場合に、移相器７の電圧対移相特性を線形としてトレーニングする（移相器７への）印加電圧の制御を選択するようにしてもよい。また、例えば、移相器７の電圧対移相特性を線形としてトレーニングする（移相器７への）印加電圧の制御と、記憶素子１４に記憶されている移相角度に対応する印加電圧値を補間処理して算出した印加電圧値に基づく（移相器７への）印加電圧の制御とを共に実行し、移相器７への印加電圧を制御後の位相誤差が小さかった方の制御を選択し再度実行して負帰還信号を生成してもよい。

また、各実施の形態において、トレーニング位相検出器１１は、直交成分Ｑに基づいて位相誤差を検出したが同相成分Ｉに基づいて位相誤差を検出してもよい。

また、各実施の形態において、送信機１００は直交変調を行ったが他の変調方式でもよい。例えば、ベースバンド変調信号生成回路１がベースバンド変調信号を同相成分と直交成分とに分けずに出力し、直交変調器３の代わりに位相変調、振幅変調、周波数変調などの変調処理を行う変調器を備え、直交復調器９の代わりに変調処理に対応する復調器を備えても構わない。

実施の形態１における送信機１００の構成図。 ２つの信号（Ｑ，Ｑ’）のループ位相差を示す図。 実施の形態１における送信機１００の処理を示すフローチャート。 実施の形態１における移相器７の電圧対移相特性を記憶する処理を示すフローチャート。 実施の形態２における送信機１００の構成図。 実施の形態２における送信機１００の処理を示すフローチャート。 実施の形態３における送信機１００の処理を示すフローチャート。 従来の送信機２００を示す構成図。 電圧制御型の移相器７の電圧対移相特性を例示する図。

符号の説明

１ ベースバンド変調信号生成回路、２ 加算器、３ 直交変調器、４ 増幅器、５ カプラ、６ 発振機、７ 移相器、８ 増幅器、９ 直交復調器、１０ スイッチ、１１ トレーニング位相検出器、１２ アンテナ、１３ 位相補正器、１４ 記憶素子、１００，２００ 送信機。

Claims (9)

1. 入力信号を変調し増幅器で増幅した出力信号を、移相器で移相したローカル信号を用いて復調し、復調した復調信号を入力信号に加算することで前記増幅器の歪み補償を行う歪み補償回路において、
   入力信号と復調信号との位相誤差を検出し、検出した位相誤差を出力する位相検出器と、
   複数の位相誤差の各々に対応する前記移相器への各々の印加電圧値を記憶する記憶素子を有し、前記位相検出器から位相誤差を入力し、入力した位相誤差に対応する印加電圧値を前記記憶素子に記憶されている印加電圧値から検索して前記移相器への印加電圧量を制御する移相制御器と
   を備えたことを特徴とする歪み補償回路。
2. 前記移相制御器は、
   入力した位相誤差に対応する前記移相器への印加電圧値が前記記憶素子に記憶されていない場合、入力した位相誤差に対応する前記移相器への印加電圧値を、前記記憶素子に記憶されている印加電圧値を補間処理して算出する
   ことを特徴とする請求項１記載の歪み補償回路。
3. 前記移相制御器は、
   入力した位相誤差に対応する前記移相器への印加電圧値が前記記憶素子に記憶されていない場合、入力した位相誤差に対応する前記移相器への印加電圧値を、前記移相器の単位移相角度当りの印加電圧値に基づいて算出する
   ことを特徴とする請求項１記載の歪み補償回路。
4. 前記移相制御器は、
   算出した印加電圧値に基づいて前記移相器への印加電圧量を制御し、前記移相器への印加電圧量を制御した際の印加電圧値と前記移相器への印加電圧量を制御後の位相誤差と前記移相器への印加電圧量を制御前の位相誤差とに基づいて、新たに位相誤差に対応する前記移相器への印加電圧値を前記記憶素子に記憶する
   ことを特徴とする請求項２または請求項３記載の歪み補償回路。
5. 前記移相制御器は、
   算出した印加電圧値に基づいて前記移相器への印加電圧量を制御し、算出した印加電圧値に基づいて前記移相器への印加電圧量を制御後の位相誤差を前記位相検出器から入力し、算出した印加電圧値に基づいて前記移相器への印加電圧量を制御後に前記移相検出器から入力した位相誤差に基づいて前記移相器への印加電圧量を調整する
   ことを特徴とする請求項３記載の歪み補償回路。
6. 前記移相制御器は、
   調整した印加電圧量で前記移相器を制御し、調整した印加電圧量を示す印加電圧値と調整した印加電圧量で前記移相器を制御後の位相誤差と算出した印加電圧値に基づいて前記移相器への印加電圧量を制御前の位相誤差とに基づいて、新たに位相誤差に対応する前記移相器への印加電圧値を前記記憶素子に記憶する
   ことを特徴とする請求項５記載の歪み補償回路。
7. 入力信号を変調し増幅器で増幅した出力信号を、移相器で移相したローカル信号を用いて復調し、復調した復調信号を入力信号に加算することで前記増幅器の歪み補償を行う歪み補償回路において、
   入力信号と復調信号との位相誤差を検出し、検出した位相誤差を出力する位相検出器と、
   前記位相検出器から位相誤差を入力し、入力した位相誤差と前記移相器の単位移相角度当りの印加電圧値に基づいて前記移相器への印加電圧値を算出し、算出した印加電圧値に基づいて前記移相器への印加電圧量を制御し、算出した印加電圧値に基づいて前記移相器への印加電圧量を制御後の位相誤差を前記位相検出器から入力し、算出した印加電圧値に基づいて前記移相器への印加電圧量を制御後に前記移相検出器から入力した位相誤差に基づいて前記移相器への印加電圧量を調整し、調整した印加電圧量で前記移相器を制御する移相制御器と
   を備えたことを特徴とする歪み補償回路。
8. 入力信号を変調し増幅器で増幅した出力信号を移相器で移相したローカル信号を用いて復調し、復調した復調信号を入力信号に加算することで前記増幅器の歪み補償を行う歪み補償回路の歪み補償方法において、
   前記歪み補償回路は複数の位相誤差のそれぞれに対応する前記移相器へのそれぞれの印加電圧値をあらかじめ記憶する記憶素子を有し、
   位相検出器は入力信号と復調信号との位相誤差を検出し、検出した位相誤差を出力し、
   移相制御器は前記位相検出器から位相誤差を入力し、入力した位相誤差に対応する前記移相器への印加電圧値が前記記憶素子に記憶されているか判定し、入力した位相誤差に対応する前記移相器への印加電圧値が前記記憶素子に記憶されている場合、前記記憶素子に記憶されている印加電圧値であり入力した位相誤差に対応する印加電圧値に基づいて前記移相器への印加電圧量を制御し、入力した位相誤差に対応する前記移相器への印加電圧値が前記記憶素子に記憶されていない場合、入力した位相誤差に対応する前記移相器への印加電圧値を前記記憶素子に記憶されている印加電圧値を補間処理して算出し、算出した印加電圧値に基づいて前記移相器への印加電圧量を制御する
   ことを特徴とする歪み補償回路の歪み補償方法。
9. 入力信号を変調し増幅器で増幅した出力信号を移相器で移相したローカル信号を用いて復調し、復調した復調信号を入力信号に加算することで前記増幅器の歪み補償を行う歪み補償回路の歪み補償方法において、
   前記歪み補償回路は複数の位相誤差のそれぞれに対応する前記移相器へのそれぞれの印加電圧値を記憶する記憶素子を有し、
   位相検出器は入力信号と復調信号との位相誤差を検出し、検出した位相誤差を出力し、
   移相制御器は前記位相検出器から位相誤差を入力し、入力した位相誤差と前記移相器の単位移相角度当りの印加電圧値に基づいて前記移相器への印加電圧値を算出し、算出した印加電圧値に基づいて前記移相器への印加電圧量を制御し、算出した印加電圧値に基づいて前記移相器への印加電圧量を制御後の位相誤差を前記位相検出器から入力し、算出した印加電圧値に基づいて前記移相器への印加電圧量を制御後に前記移相検出器から入力した位相誤差に基づいて前記移相器への印加電圧量を調整し、調整した印加電圧量で前記移相器を制御する
   ことを特徴とする歪み補償回路の歪み補償方法。

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