JP2008294659A - 非線形歪み補償装置及び非線形歪み補償方法 - Google Patents

Abstract

【課題】入力信号の周波数帯域が広帯域である場合でも、伝送帯域全体で非線形性による歪み補償を精度良く行い得る非線形歪み補償装置及び非線形歪み補償方法を提供する。
【解決手段】非線形歪み補償装置は、変調波生成部１０で得られる広帯域にわたる伝送信号を、周波数帯域分割部２０でｎ個の周波数帯域の伝送信号に分割する。この分割された伝送信号と、電力増幅部５０からのフィードバック信号とを、補償信号生成部６０で比較することにより、歪み成分補償信号を生成する。そして、非線形補償部３０−１〜３０−ｎで、周波数帯域毎に分割した伝送信号それぞれに歪み成分補償信号を加算することで、周波数帯域毎にプリディストーション処理を施し、電力増幅部５０を通過することにより生じる非線形歪みを補償する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えばデジタル無線通信・放送システムの送信装置に用いられ、特に送信装置の電力増幅部等で生じる非線形歪みを補償する非線形歪み補償装置及びその補償方法に関する。

デジタル無線通信・放送システムの送信装置では、電力増幅部で生じる非線形性と逆の特性で信号を予め歪ませた上で電力増幅部に入力することにより、歪みを打ち消し、無歪みで送信するプリディストーション方式を用いることが可能である。

ところで、上記送信装置にあっては、近年の伝送信号の広帯域化に伴い、伝送帯域全体で歪み補償を精度よく行う手法が強く望まれている。

なお、従来では、増幅対象となる信号のレベルを検出し、この検出結果に基づいて信号に含まれる複数の周波数帯域の信号の各周波数帯域の信号毎に歪みを補償するようにしている非線形歪み補償装置も考えられている（例えば、特許文献１参照。）。この特許文献１では、検出した電力値に基づいた、各周波数帯域における歪み補償に関する情報を前もって記録しておき、その情報を読み出すことにより、各周波数帯域の歪み補償を行っている。
特開２００３−９２５１８号公報

以上のように、上記送信装置では、広帯域の伝送信号を扱う場合にも、非線形歪み補償を精度良く行う手法が強く望まれている。

そこで、本発明の目的は、入力信号の周波数帯域が広帯域である場合でも、伝送帯域全体で非線形性による歪み補償を精度良く行い得る非線形歪み補償装置及び非線形歪み補償方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明は、広帯域な伝送信号を扱う非線形素子の非線形歪み特性を補償する非線形歪み補償装置において、前記非線形素子に入力される伝送信号を周波数帯域毎に分割する周波数帯域分割部と、前記周波数帯域分割部により分割された複数の信号及び前記非線形素子の出力信号によるフィードバック信号を取り込み、比較することにより前記非線形素子における各周波数帯域の歪み成分を検出し、当該歪み成分の逆特性に基づいて周波数帯域毎の歪み補償信号を生成する補償信号生成部と、前記周波数帯域分割部により分割された複数の信号を、それぞれ周波数帯域毎に前記歪み補償信号に基づいて補償する複数の非線形歪み補償部と、これら複数の非線形歪み補償部により歪み補償された周波数帯域毎の信号を合成し、前記非線形素子に出力する合成部とを備える。

上記構成による非線形歪み補償装置は、広帯域な入力信号を、周波数帯域分割部で周波数帯域毎に分割し、これら周波数帯域毎の信号と、非線形素子からのフィードバック信号とを補償信号生成部で比較して、非線形素子の歪み成分を周波数帯域毎に検出する。そして、検出された歪み成分の逆特性に基づいて各周波数帯域の歪み補償信号を生成し、非線形歪み補償部で、これら歪み補償信号を用いて周波数帯域毎に分割された信号それぞれに対してプリディストーション処理を施すことにより、非線形素子を通過した出力信号の歪み成分を除去している。これにより、広帯域の伝送信号が非線形素子に入力された場合にも、伝送帯域全体で非線形歪みを補償することが可能となる。

本発明によれば、非線形素子に入力される伝送信号が広帯域である場合にも、伝送帯域全体で非線形性による歪み補償を精度良く行うことができる。

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る非線形歪み補償装置の機能構成を示すブロック図である。図１において、変調波生成部１０は、入力される変調データに基づいて伝送信号を生成する。この伝送信号は、広帯域な信号であり、周波数帯域分割部２０でｎ個（ｎは自然数）の周波数帯域の伝送信号に分割される。周波数帯域分割部２０で分割された周波数帯域毎の伝送信号は、周波数帯域毎の非線形補償部３０−１〜３０−ｎを介して、合成部４０で合成され、非線形素子である電力増幅部５０にて電力増幅される。

また、周波数帯域分割部２０で分割された周波数帯域毎の伝送信号及び電力増幅部５０からのフィードバック信号は、補償信号生成部６０へ供給される。補償信号生成部６０は、電力増幅部５０からのフィードバック信号をｎ個の信号に分割し、この分割したフィードバック信号と、周波数帯域分割部２０で周波数帯毎に分割された伝送信号とを、同じ周波数帯域で比較して周波数帯域ごとの非線形歪み成分を検出する。そして、非線形歪み成分の逆特性を求め、これら逆特性信号を上記周波数帯域分割部２０で分割された各伝送信号に対する歪み成分補償信号として非線形補償部３０−１〜３０−ｎに出力する。

すると、非線形補償部３０−１〜３０−ｎは、歪み成分補償信号を上記周波数帯域分割部２０で分割された伝送信号に加算することで周波数帯域ごとに非線形歪み成分を補償して合成部４０へ出力する。これにより、電力増幅部５０の持つ非線形特性と逆の特性を持たせて伝送信号を電力増幅部５０に入力することができ、その増幅出力の非線形特性による歪み成分を補償することができる。

上記周波数帯域分割部２０は、例えば、バンドパスフィルタや、これと同等な機能を信号処理により実現するプロセッサ等を用いて構成される。また、分割における各周波数帯域は、非線形補償部３０−１〜３０−ｎにおける非線形補償精度が低下しない程度の帯域幅で設定される。

次に、上記構成における動作について説明する。

以前は、図２に示す歪み補償装置が考えられていた。なお、図２において、上記図１と同一部分には同一符号を付す。

補償信号生成部７０では、Ａ点のレベルとＣ点のレベルを比較し、変調波生成部１０の出力信号を基準とした電力増幅部５０の出力信号の振幅誤差及び位相誤差を非線形歪み成分として検出し、この非線形歪み成分の逆特性を求めて、この逆特性信号を変調波生成部１０の出力信号に対する歪み成分補償信号として非線形補償部８０に出力するようにしている。

しかしながら、図２に示す歪み補償装置では、入力信号が広帯域である場合に、周波数成分ごとに非線形歪み特性が違うため、帯域全体で非線形補償の精度が低下してしまうことになる。なお、補償信号生成部６０に各周波数帯域について歪み補償に関する情報を前もって記録しておくことで広帯域の伝送信号に対応することも可能であるが、電力増幅部５０の持つ周波数特性に応じて柔軟に対応できるものではない。

そこで、本実施形態では、変調波生成部１０の出力信号を周波数帯域分割部２０にて補償精度が低下しない程度に周波数分割するようにしている。

図１における補償信号生成部６０は、電力増幅部５０からのフィードバック信号をｎ個の信号に分割し、この分割したフィードバック信号と、周波数帯域分割部２０で周波数帯毎に分割された伝送信号とを、同じ周波数帯域同士でそれぞれ比較する。こうして、それぞれの周波数帯域における伝送信号とフィードバック信号とを比較することにより、電力増幅部５０の出力信号に生じる非線形歪み成分を周波数帯域ごとに検出する。そして、各周波数帯域の非線形歪み成分の逆特性を算出し、この逆特性信号を各周波数帯域の歪み成分補償信号とする。

なお、このときの非線形歪み成分の検出は以下の方法でも実施可能である。非線形歪み補償装置は、まず、周波数帯域分割部２０で伝送信号をｎ分割し、これらｎ分割された伝送信号の中から算出したい周波数帯域の信号を第１の信号として抽出する。続いて、電力増幅部５０から出力されるフィードバック信号から、周波数帯域毎に分割した信号から第１の信号を削除した信号を減算して第２の信号を生成する。そして、第１の信号と第２の信号とを比較することにより非線形歪み成分を検出する。

以上のように、上記一実施形態では、広帯域な伝送信号を周波数帯域分割部２０でｎ個の周波数帯域に分割する。そして、補償信号生成部６０で、ｎ個の周波数帯域に分割された伝送信号と、電力増幅部５０からのフィードバック信号とを、同じ周波数帯域でそれぞれ比較することにより、歪み成分補償信号を生成する。この歪み成分補償信号に基づき、非線形補償部３０−１〜３０−ｎで、周波数帯域毎に分割した伝送信号それぞれに、非線形成分の逆特性処理を施すことにより、電力増幅部５０を通過することにより生じる非線形歪みを補償している。これにより、広帯域の伝送信号が電力増幅部５０に入力された場合にも、伝送帯域全体で非線形歪みを補償することが可能となる。

したがって、広帯域の伝送信号を入力し、その信号を非線形素子に通過させる場合でも、非線形補償部３０−１〜３０−ｎにおける非線形補償の精度を維持することが可能となる。

なお、上記実施形態では、地上デジタル放送の伝送装置に適用した場合であるが、この発明はこれに限定されるものではなく、他の通信系の伝送装置における非線形歪みの補償についても適用可能である。

また、この発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。

本発明に係る非線形歪み補償装置の一実施形態の構成を示すブロック図。 従来の歪み補償装置の機能構成の一例を示すブロック図。

符号の説明

１０…変調波生成部、２０…周波数帯域分割部、３０−１〜３０−ｎ，８０…非線形補償部、４０…合成部、５０…電力増幅部、６０，７０…補償信号生成部。

Claims (6)

1. 広帯域な伝送信号を扱う非線形素子の非線形歪み特性を補償する非線形歪み補償装置において、
   前記非線形素子に入力される伝送信号を周波数帯域毎に分割する周波数帯域分割部と、
   前記周波数帯域分割部により分割された複数の信号及び前記非線形素子の出力信号によるフィードバック信号を取り込み、比較することにより前記非線形素子における各周波数帯域の歪み成分を検出し、当該歪み成分の逆特性に基づいて周波数帯域毎の歪み補償信号を生成する補償信号生成部と、
   前記周波数帯域分割部により分割された複数の信号を、それぞれ周波数帯域毎に前記歪み補償信号に基づいて補償する複数の非線形歪み補償部と、
   これら複数の非線形歪み補償部により歪み補償された周波数帯域毎の信号を合成し、前記非線形素子に出力する合成部と
   を備えることを特徴とする非線形歪み補償装置。
2. 前記補償信号生成部は、前記非線形素子から出力されるフィードバック信号を、前記周波数帯域毎に分割し、当該分割したフィードバック信号と、前記周波数帯域分割部で分割された複数の信号とを、周波数帯域毎にそれぞれ比較することで周波数帯域毎の歪み補償信号を生成することを特徴とする請求項１記載の非線形歪み補償装置。
3. 前記補償信号生成部は、前記周波数帯域分割部で分割された複数の信号から任意の周波数帯域の信号を第１の信号として抽出するとともに、前記非線形素子から出力されるフィードバック信号から、前記周波数帯域分割部で得られた伝送信号から前記第１の信号のみを削除した信号を減算して第２の信号を生成し、この第２の信号と、前記第１の信号とを比較することで周波数帯域毎の歪み補償信号を生成することを特徴とする請求項１記載の非線形歪み補償装置。
4. 広帯域な伝送信号を扱う非線形素子の非線形歪み特性を補償する非線形歪み補償装置に用いられる非線形歪み補償方法において、
   前記非線形素子に入力される伝送信号を周波数帯域毎に分割し、
   前記分割された複数の信号及び前記非線形素子の出力信号とするフィードバック信号を取り込み、比較することにより前記非線形素子における各周波数帯域の歪み成分を検出し、当該歪み成分の逆特性に基づいて周波数帯域毎の歪み補償信号を生成し、
   前記周波数帯域毎に分割された信号を、それぞれ周波数帯域毎に前記歪み補償信号に基づいて歪み補償し、
   前記歪み補償された周波数帯域毎の信号を合成し、前記非線形素子に出力することを特徴とする非線形歪み補償方法。
5. 前記歪み補償信号の生成は、前記非線形素子から出力されるフィードバック信号を、前記周波数帯域毎に分割し、当該分割したフィードバック信号と、前記周波数帯域毎に分割された信号とを、周波数帯域毎にそれぞれ比較することで行うことを特徴とする請求項４記載の非線形歪み補償方法。
6. 前記歪み補償信号の生成は、前記周波数帯域毎に分割された信号から任意の周波数帯域の信号を第１の信号として抽出するとともに、前記非線形素子から出力されるフィードバック信号から、前記周波数帯域毎に分割された信号から前記第１の信号のみを削除した信号を減算して第２の信号を生成し、この第２の信号と、前記第１の信号とを比較することで行うことを特徴とする請求項４記載の非線形歪み補償方法。

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