JP2009171304A - 歪補償装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、歪補償装置において、増幅器の適応歪補償を行い、電力又は位相の歪みの検出感度を高め、信号電力の区間の境界における歪補償量を連続とすることを目的とする。
【解決手段】上記目的を達成するために、歪補償装置91は、歪補償テーブルにおける信号電力を操作点(0)から操作点(N)として、当該操作点での歪補償量を順に増減させることで歪補償量を修正することを特徴とする。さらに、操作点での歪補償量を増減させる際に比較するための歪みの検出区間を操作点に応じて定めることを特徴とする。
【選択図】図1
【解決手段】上記目的を達成するために、歪補償装置91は、歪補償テーブルにおける信号電力を操作点(0)から操作点(N)として、当該操作点での歪補償量を順に増減させることで歪補償量を修正することを特徴とする。さらに、操作点での歪補償量を増減させる際に比較するための歪みの検出区間を操作点に応じて定めることを特徴とする。
【選択図】図1
Description
本発明は、無線送信装置に利用される歪補償装置及びその方法に係り、特に、増幅器で発生する歪みを補償するためのADPD(Adaptive Digital Predistortion)に関する。
増幅器で発生する歪みを補償する方法の1つに、プレディストーション歪み補償がある(例えば、特許文献1参照。)。プレディストーション歪み補償では、入力信号の信号電力ごとに歪補償量を定めたLUT(Look Up Table)を用意し、LUTで定められた歪補償量を入力信号に乗算する。このように、増幅器で発生する歪みと逆の歪を予め入力信号に発生させることで、歪補償装置全体での出力信号の歪みを補償する。
従来のプレディストーション歪み補償では、一度LUTを作成すると、そのLUTを使用していた。このため、増幅器の適応歪補償を行うことは困難であり、温度や経年変化によって歪特性が変動した場合には、歪補償装置からの出力信号の歪みを補償することはできなかった。
また、従来のプレディストーション歪み補償では、復調信号の電力又は位相の歪みを検出する信号電力の区間の幅が、信号電力の増加と共に拡大していた。このため、歪みの検出感度が信号電力の増加と共に低下して、信号電力の区間によっては歪みを正しく検出できない場合があった。
図10は、従来の歪補償テーブルの修正例を説明する図である。従来のプレディストーション歪み補償では、AM/AM成分又はAM/PM成分に対する歪補償量を、隣接する信号電力の区間の歪補償量とは独立に算出していた。このため、信号電力の区間の境界において歪補償量が不連続となり、歪みの補償をかえって困難にさせる場合があった。
特開2006−10645号公報
そこで、本発明は、歪補償装置において、増幅器の適応歪補償を行い、電力又は位相の歪みの検出感度を高め、信号電力の区間の境界における歪補償量を連続とすることを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明に係る歪補償装置は、入力端子と、前記入力端子に入力された入力信号の入力電力を測定する入力電力測定回路と、信号電力を分割した区間における端点での信号電力を操作点として各操作点での電力の歪補償量が直線で結ばれた電力歪補償量を電力歪補償テーブルとして格納し、前記入力電力測定回路の測定する入力電力に対応する電力の歪補償量を前記電力歪補償テーブルに基づいて指示する電力歪補償量指示回路と、前記電力歪補償量指示回路の指示する歪補償量に基づいて、前記入力端子に入力された入力信号の電力を補正して補償信号を出力する電力歪補償回路と、前記電力歪補償回路の出力する前記補償信号を直交変調して直交変調信号を出力する直交変調回路と、前記直交変調回路の出力する前記直交変調信号を増幅する送信電力増幅回路と、前記送信電力増幅回路の増幅した前記直交変調信号を復調して復調信号を出力する復調回路と、前記入力端子に入力された前記入力信号に対する前記復調回路の出力する前記復調信号の電力の歪みを隣接する1以上の前記区間からなる検出区間ごとに検出する電力歪検出回路と、前記操作点のうちの1つの特定点の電力歪補償量を増減させ、前記電力歪検出回路が検出する前記検出区間における電力の歪みが最小となる前記特定点での電力歪補償量を決定し、当該決定を予め定められた前記特定点ごとに行い、前記電力歪補償テーブルを更新する電力歪補償量修正回路と、を備えることを特徴とする。
電力歪検出回路が、復調信号の電力の歪みを検出区間ごとに検出するので、高次歪みを検出することができる。これにより、運用電力レベルの設定を不要とし、適応歪補償を行うことができる。また、電力歪検出回路が、検出区間に含まれる操作点のうちの1つの特定点の電力歪補償量の修正を前記特定点ごと、すなわち検出区間ごとに行うので、電力又は位相の歪みの検出感度を高めることができる。また、電力歪補償量は各操作点での電力の歪補償量が直線で結ばれた値であり、電力歪補償量修正回路が、検出区間に存在する操作点のうちの1つの特定点の電力歪補償量を増減させるので、新たな電力歪補償量を連続とすることができる。
上記目的を達成するために、本発明に係る歪補償装置は、入力端子と、前記入力端子に入力された入力信号の入力電力を測定する入力電力測定回路と、信号電力を分割した区間における端点での信号電力を操作点として各操作点での位相の歪補償量が直線で結ばれた位相歪補償量を位相歪補償テーブルとして格納し、前記入力電力測定回路の測定する入力電力に対応する位相の歪補償量を前記位相歪補償テーブルに基づいて指示する位相歪補償量指示回路と、前記位相歪補償量指示回路の指示する歪補償量に基づいて、前記入力端子に入力された入力信号の位相を補正して補償信号を出力する位相歪補償回路と、前記位相歪補償回路の出力する前記補償信号を直交変調して直交変調信号を出力する直交変調回路と、前記直交変調回路の出力する直交変調信号を増幅する送信電力増幅回路と、前記送信電力増幅回路の増幅した前記直交変調信号を復調して復調信号を出力する復調回路と、前記入力端子に入力された前記入力信号に対する前記復調回路の出力する前記復調信号の位相の歪みを隣接する1以上の前記区間からなる検出区間ごとに検出する位相歪検出回路と、前記操作点のうちの1つの特定点の位相歪補償量を増減させ、前記位相歪検出回路が検出する前記検出区間における位相の歪みが最小となる前記特定点での位相歪補償量を決定し、当該決定を予め定められた前記特定点ごとに行い、前記位相歪補償テーブルを更新する位相歪補償量修正回路と、を備えることを特徴とする。
位相歪検出回路が、復調信号の位相の歪みを検出区間ごとに検出可能なので、高次歪みを検出することができる。これにより、運用電力レベルの設定を不要とし、適応歪補償を行うことができる。また、位相歪検出回路が、検出区間に含まれる操作点のうちの1つの特定点の位相歪補償量の修正を前記特定点ごと、すなわち検出区間ごとに行うので、電力又は位相の歪みの検出感度を高めることができる。また、位相歪補償量は各操作点での位相の歪補償量が直線で結ばれた値であり、位相歪補償量修正回路が、検出区間に存在する操作点のうちの1つの特定点の位相歪補償量を増減させるので、新たな位相歪補償量を連続とすることができる。
本発明に係る歪補償装置では、前記検出区間は、信号電力の全ての前記区間からなり、前記特定点は、前記全ての区間における前記操作点の1つであることが好ましい。検出区間が信号電力の全ての区間であることで、回路規模を縮小することができる。
本発明に係る歪補償装置では、前記検出区間は、1つの前記区間からなり、前記特定点は、前記1つの区間における前記操作点のいずれか一方であることが好ましい。区間ごとに復調信号の電力又は位相の歪みを検出するので、復調信号の歪みの検出感度を高めることができる。そして、区間ごとに電力歪補償量又は位相歪補償量を修正するので、信号電力ごとの歪補償量の精度を高めることができる。
本発明に係る歪補償装置では、前記検出区間は、2つの前記区間からなり、前記特定点は、前記2つの区間の境界における前記操作点であることが好ましい。2つの区間ごとに復調信号の電力又は位相の歪みを検出するので、復調信号の歪みの検出感度を高めることができる。そして、2つの区間ごとに当該2つの区間の境界での電力歪補償量又は位相歪補償量を修正するので、信号電力ごとの歪補償量の精度を高めることができる。
本発明によれば、本発明に係る歪補償装置は、増幅器の適応歪補償を行い、電力又は位相の歪みの検出感度を高め、信号電力の区間の境界における歪補償量を連続とすることができる。
添付の図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。以下に説明する実施の形態は本発明の構成の例であり、本発明は、以下の実施の形態に制限されるものではない。図1は、本実施形態に係る歪補償装置の一例を示す概略構成図である。歪補償装置91は、入力端子11と、入力電力測定回路12と、電力歪補償量指示回路13と、電力歪補償回路14と、位相歪補償量指示回路20と、位相歪補償回路21と、直交変調回路15と、送信電力増幅回路16と、を備える。そして、歪補償装置91は、さらに、復調回路17と、歪検出回路18と、歪補償量修正回路19と、を備える。さらに、歪補償装置91は、遅延調整回路31と、D/A回路32と、A/D回路33と、直交座標変換回路34と、を備えることが好ましい。
入力端子11には、入力I信号と入力Q信号の2つの入力信号が入力される。入力電力測定回路12は、入力端子11に入力された入力信号の入力電力を測定する。入力電力は、入力I信号と入力Q信号を直交する座標系に配置した場合の、入力I信号と入力Q信号の2乗和である。
電力歪補償量指示回路13は、電力歪補償テーブルを格納し、入力電力測定回路12の測定する入力電力に対応する電力の歪補償量を電力歪補償テーブルに基づいて指示する。例えば、入力I信号及び入力Q信号に乗算する電力の歪補償量を電力歪補償回路14に出力する。
位相歪補償量指示回路20は、位相歪補償テーブルを格納し、入力電力測定回路12の測定する入力電力に対応する位相の歪補償量を位相歪補償テーブルに基づいて指示する。例えば、入力I信号及び入力Q信号に乗算する位相の歪補償量を、直交座標変換回路34を介して位相歪補償回路21に出力する。ここで、直交座標変換回路34は、位相歪補償量指示回路20の出力する位相の歪補償量を、直交座標に変換し、位相歪補償回路21に出力する。
図2は、歪補償テーブルの一例である。歪補償テーブルは、いわゆるLUT(Look Up Table)である。縦軸の歪補償量が電力歪補償量であれば、歪補償テーブルは、電力歪補償テーブルとなる。縦軸の歪補償量が位相歪補償量であれば、歪補償テーブルは、位相歪補償テーブルとなる。歪補償量は、信号電力を分割した区間における端点での信号電力を操作点(0)から操作点(N)として、各操作点での歪補償量が直線で結ばれた歪補償量となる。
図1に示す電力歪補償回路14は、電力歪補償量指示回路13の指示する歪補償量に基づいて、入力端子11に入力された入力信号の電力を補正して補償信号を出力する。補正は、たとえば、電力歪補償量指示回路13の指示する歪補償量を入力I信号及び入力Q信号に乗算することで行う。
位相歪補償回路21は、位相歪補償量指示回路20の指示する歪補償量に基づいて、入力端子11に入力された入力信号の位相を補正して補償信号を出力する。補正は、例えば、位相歪補償量指示回路20の指示する歪補償量を入力I信号及び入力Q信号に複素乗算することで行う。
直交変調回路15は、電力歪補償回路14若しくは位相歪補償回路21又は電力歪補償回路14及び位相歪補償回路21の出力する補償信号を直交変調して直交変調信号を出力する。D/A回路32が直交変調回路15の出力する直交変調信号をD/A変換した後、送信電力増幅回路16は、直交変調回路15の出力する直交変調信号を増幅する。そして、歪補償装置91は、入力端子11に入力された入力信号の電力若しくは位相又はこれらの両者を補正して直交変調信号を出力することができる。
復調回路17は、送信電力増幅回路16の増幅した直交変調信号を復調して復調I信号及び復調Q信号を出力する。本実施形態では、復調回路17の復調する直交変調信号は、歪補償装置91から出力された直交変調信号を検波後、A/D回路33によってデジタル信号に変換された信号とした。
歪検出回路18は、電力歪検出回路及び位相歪検出回路としての機能を有する。電力歪検出回路は、入力端子11に入力された入力信号に対する復調回路17の出力する復調信号の電力の歪みを、隣接する1以上の区間からなる検出区間ごとに検出する。例えば、歪検出回路18は、入力信号の電力と復調信号の電力の差を算出する。入力信号の電力は、入力I信号の2乗と入力Q信号の2乗の和である。復調信号の電力は、復調I信号の2乗と復調Q信号の2乗の和である。入力信号は、遅延調整回路31によって遅延を調整されていることが好ましい。
位相歪検出回路は、入力端子11に入力された入力信号に対する復調回路17の出力する復調信号の位相の歪みを、隣接する1以上の区間からなる検出区間ごとに検出する。例えば、歪検出回路18は、入力信号の位相と復調信号の位相の差を算出する。入力信号の位相は、入力I信号と入力Q信号の形成する位相である。復調信号の位相は、復調I信号と復調Q信号の形成する位相である。入力信号は、遅延調整回路31によって遅延を調整されていることが好ましい。
歪補償量修正回路19は、電力歪補償量修正回路及び位相歪補償量修正回路としての機能を有する。電力歪補償量修正回路は、歪検出回路18の検出する復調信号の電力の歪みに応じて、電力歪補償量指示回路13の格納する電力歪補償テーブルを更新する。位相歪補償量修正回路は、歪検出回路18の検出する復調信号の位相の歪みに応じて、位相歪補償量指示回路20の格納する位相歪補償テーブルを更新する。
歪補償テーブルの更新手順について、図3から図9を用いて説明する。図3は、電力歪補償テーブルの更新手順の一例を示す流れ図である。図4から図9は、歪補償テーブルの修正例を説明する図である。歪補償テーブルの更新手順において、特定点ごとに修正する歪補償量は、電力歪補償量指示回路13の格納する電力歪補償テーブル及び位相歪補償量指示回路20の格納する位相歪補償テーブルであってもよいし、歪補償量修正回路19が一時的に格納した修正用の電力歪補償テーブル及び位相歪補償テーブルであってもよい。
手順S51では、歪補償量修正回路19は、歪補償テーブルの操作点(0)から操作点(N)のうちの1つの特定点を指定する。例えば、図4では操作点(0)、図5では操作点(1)、図6では操作点(2)、図7では操作点(N−1)、図8では操作点(N)、図9では操作点(0)、が特定点となる。
手順S52では、歪補償量修正回路19は、手順S51で指定した特定点に対応する検出区間を決定し、歪検出回路18に出力する。ここで、検出区間は、図2に示す歪補償テーブルで示した操作点間のうちのいずれかの区間である。特定点に対応する検出区間は、予め、図2に示す検出区間(1)、検出区間(2)又は検出区間(3)のいずれかに設定されており、歪補償量修正回路19は当該設定に応じた検出区間を決定する。
手順S53では、歪検出回路18は、入力端子11に入力された入力I信号及び入力Q信号に対する復調回路17の出力する復調I信号及び復調Q信号の歪みを隣接する1以上の区間からなる検出区間ごとに検出する。たとえば、図4に示すように、歪検出回路18は、特定点となる操作点(0)に対応する検出区間(1)、検出区間(2)又は検出区間(3)における復調I信号及び復調Q信号の歪みを検出する。歪検出回路18が、復調I信号及び復調Q信号の歪みを検出区間ごとに検出するので、適応歪補償を行うことができる。また、復調I信号及び復調Q信号の歪みの検出感度を高めることができる。
ここで、検出区間は、図4から図9の検出区間(3)に示すように、信号電力の全ての区間からなり、特定点は、全ての区間における操作点の1つであることが好ましい。検出区間が信号電力の全ての区間であることで、検出区間における復調信号の電力又は位相の歪みを検出するための回路を省略することができる。そのため、歪検出回路18の回路規模を縮小することができる。
また、検出区間は、図4から図9の検出区間(1)に示すように、1つの区間からなり、特定点は、1つの区間における操作点のいずれか一方であることが好ましい。区間ごとに復調信号の電力又は位相の歪みを検出するので、復調信号の歪みの検出感度を高めることができる。
また、検出区間は、図4から図9の検出区間(2)に示すように、2つの区間からなり、特定点は、2つの区間の境界における操作点であることが好ましい。2つの区間ごとに復調信号の電力又は位相の歪みを検出するので、復調信号の歪みの検出感度を高めることができる。
手順S54では、図4の操作点(0)に示すように、歪補償量修正回路19は、特定点となる操作点(0)の歪補償量を増減させ、歪検出回路が検出する検出区間における電力又は位相の歪みが最小となる特定点での歪補償量を決定する。例えば、検出区間に含まれる各操作点での歪補償量を直線で結んだ値と、歪検出回路18の検出した歪みとの誤差を算出する。特定点となる操作点(0)の歪補償量を増減すると、算出する誤差が増減するので、当該誤差が最小となった操作点(0)の新たな歪補償量として決定する。ここで、誤差は、単なる差であってもよいし、最小二乗誤差などの統計演算によって算出される誤差であってもよい。
手順S55では、図4に示すように、歪補償量修正回路19は、決定した操作点(0)での歪補償量と、操作点(0)に隣接する操作点(1)での歪補償量を直線で結ぶ。ここで、図4に示すように、決定した操作点(0)での歪補償量は各操作点での歪補償量を直線で結んだ値となるので、新たな歪補償量を連続とすることができる。手順S56では、歪補償量修正回路19は、操作点(0)に隣接する操作点(1)での歪補償量を直線で結んだ歪補償量を歪補償テーブルに書き込む。
手順S57では、あらかじめ定められた操作点(0)から操作点(N)までのすべての特定点に対して、手順S52から手順S56までの処理が行われたかを確認する。手順S57においてすべての特定点でなければ手順58へ移行し、歪補償量修正回路19は、次の特定点、例えば、図5に示す操作点(1)を指定する。そして、手順S52から手順S56までを行う。このようにして、図5に示す操作点(1)、図6に示す操作点(2)、図7に示す操作点(N−1)、図8に示す操作点(N)などに示すように、操作点ごとの歪補償量が修正される。一方、手順S57においてすべての特定点であれば、手順59へ移行する。
手順59では、歪補償量修正回路19は、特定点ごとの歪補償量の決定が、予め定められた一定回数行われたか否かを判定する。そして、特定点ごとの歪補償量の決定が予め定められた一定回数行われていなければ、手順S51から手順57までを繰り返す。例えば、手順S51において、図5に示す操作点(0)を特定点として指定する。一方、特定点ごとの歪補償量の決定が予め定められた一定回数行われていれば、歪補償テーブルの更新手順を終了する。なお、LUTの監視を継続的に行う場合は、手順59に代えて、手順S51への移行としてもよい。
本実施形態では、手順S56において歪補償テーブルを更新するとしたが、手順S56において更新する歪補償テーブルは、歪補償量修正回路19に一時的に格納された歪補償テーブルであってもよいし、電力歪補償量指示回路13の格納する電力歪補償テーブル又は位相歪補償量指示回路20の格納する位相歪補償テーブルであってもよい。歪補償量修正回路19に一時的に格納された歪補償テーブルの場合は、上記の歪補償テーブルの更新手順を終了した後に、電力歪補償量指示回路13の格納する電力歪補償テーブル及び位相歪補償量指示回路20の格納する位相歪補償テーブルを更新する。
上記の歪補償テーブルの更新手順において説明したように、図1に示す歪補償装置91は、歪補償量修正回路19及び歪検出回路18の協働によって、歪補償装置91は、電力歪補償量指示回路13に格納されている電力歪補償テーブル及び位相歪補償テーブルを更新することができる。そして、電力歪補償回路14及び位相歪補償回路21は、環境に応じた電力歪補償テーブル及び位相歪補償テーブルを用いて歪補償を行うことができる。
無線通信の高効率伝送に用いられる歪補償装置として利用することができる。
11 入力端子
12 入力電力測定回路
13 電力歪補償量指示回路
14 電力歪補償回路
15 直交変調回路
16 送信電力増幅回路
17 復調回路
18 歪検出回路
19 歪補償量修正回路
20 位相歪補償量指示回路
21 位相歪補償回路
31 遅延調整回路
32 D/A回路
33 A/D回路
34 直交座標変換回路
91 歪補償装置
12 入力電力測定回路
13 電力歪補償量指示回路
14 電力歪補償回路
15 直交変調回路
16 送信電力増幅回路
17 復調回路
18 歪検出回路
19 歪補償量修正回路
20 位相歪補償量指示回路
21 位相歪補償回路
31 遅延調整回路
32 D/A回路
33 A/D回路
34 直交座標変換回路
91 歪補償装置
Claims (5)
- 入力端子と、
前記入力端子に入力された入力信号の入力電力を測定する入力電力測定回路と、
信号電力を分割した区間における端点での信号電力を操作点として各操作点での電力の歪補償量が直線で結ばれた電力歪補償量を電力歪補償テーブルとして格納し、前記入力電力測定回路の測定する入力電力に対応する電力の歪補償量を前記電力歪補償テーブルに基づいて指示する電力歪補償量指示回路と、
前記電力歪補償量指示回路の指示する歪補償量に基づいて、前記入力端子に入力された入力信号の電力を補正して補償信号を出力する電力歪補償回路と、
前記電力歪補償回路の出力する前記補償信号を直交変調して直交変調信号を出力する直交変調回路と、
前記直交変調回路の出力する前記直交変調信号を増幅する送信電力増幅回路と、
前記送信電力増幅回路の増幅した前記直交変調信号を復調して復調信号を出力する復調回路と、
前記入力端子に入力された前記入力信号に対する前記復調回路の出力する前記復調信号の電力の歪みを隣接する1以上の前記区間からなる検出区間ごとに検出する電力歪検出回路と、
前記操作点のうちの1つの特定点の電力歪補償量を増減させ、前記電力歪検出回路が検出する前記検出区間における電力の歪みが最小となる前記特定点での電力歪補償量を決定し、当該決定を予め定められた前記特定点ごとに行い、前記電力歪補償テーブルを更新する電力歪補償量修正回路と、
を備えることを特徴とする歪補償装置。 - 入力端子と、
前記入力端子に入力された入力信号の入力電力を測定する入力電力測定回路と、
信号電力を分割した区間における端点での信号電力を操作点として各操作点での位相の歪補償量が直線で結ばれた位相歪補償量を位相歪補償テーブルとして格納し、前記入力電力測定回路の測定する入力電力に対応する位相の歪補償量を前記位相歪補償テーブルに基づいて指示する位相歪補償量指示回路と、
前記位相歪補償量指示回路の指示する歪補償量に基づいて、前記入力端子に入力された入力信号の位相を補正して補償信号を出力する位相歪補償回路と、
前記位相歪補償回路の出力する前記補償信号を直交変調して直交変調信号を出力する直交変調回路と、
前記直交変調回路の出力する直交変調信号を増幅する送信電力増幅回路と、
前記送信電力増幅回路の増幅した前記直交変調信号を復調して復調信号を出力する復調回路と、
前記入力端子に入力された前記入力信号に対する前記復調回路の出力する前記復調信号の位相の歪みを隣接する1以上の前記区間からなる検出区間ごとに検出する位相歪検出回路と、
前記操作点のうちの1つの特定点の位相歪補償量を増減させ、前記位相歪検出回路が検出する前記検出区間における位相の歪みが最小となる前記特定点での位相歪補償量を決定し、当該決定を予め定められた前記特定点ごとに行い、前記位相歪補償テーブルを更新する位相歪補償量修正回路と、
を備えることを特徴とする歪補償装置。 - 前記検出区間は、信号電力の全ての前記区間からなり、
前記特定点は、前記全ての区間における前記操作点の1つであることを特徴とする請求項1又は2に記載の歪補償装置。 - 前記検出区間は、1つの前記区間からなり、
前記特定点は、前記1つの区間における前記操作点のいずれか一方であることを特徴とする請求項1又は2に記載の歪補償装置。 - 前記検出区間は、2つの前記区間からなり、
前記特定点は、前記2つの区間の境界における前記操作点であることを特徴とする請求項1又は2に記載の歪補償装置。
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2008
- 2008-01-17 JP JP2008007977A patent/JP2009171304A/ja active Pending
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