JP2009213011A - 歪補償増幅装置および補正方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】キャリアリークおよびイメージを除去するための補正値を最適かつ柔軟に算出する。
【解決手段】補正手段１は、補正値算出手段３の算出した補正値に基づいて、送信信号のキャリアリークおよびイメージを補正する。変調手段２は、補正手段１から出力される送信信号を変調する。補正値算出手段３は、変調手段２から出力される送信信号に基づいて補正手段１の補正する補正値を算出する。テスト信号出力手段４は、送信信号が送信されていない場合、補正値算出手段３の補正値を算出するためのテスト信号を補正手段１に出力する。
【選択図】図１
【解決手段】補正手段１は、補正値算出手段３の算出した補正値に基づいて、送信信号のキャリアリークおよびイメージを補正する。変調手段２は、補正手段１から出力される送信信号を変調する。補正値算出手段３は、変調手段２から出力される送信信号に基づいて補正手段１の補正する補正値を算出する。テスト信号出力手段４は、送信信号が送信されていない場合、補正値算出手段３の補正値を算出するためのテスト信号を補正手段１に出力する。
【選択図】図１
Description
本発明は歪補償増幅装置および補正方法に関し、特に増幅する送信信号の歪を補償して出力する歪補償増幅装置および補正方法に関する。
近年、無線通信では、デジタル化による高能率伝送が多く採用されるようになってきている。無線通信に多値位相変調方式を適用する場合では、無線基地局などの送信側で送信用電力増幅器の増幅特性を直線化して非線形歪を抑え、隣接チャネル漏洩電力を低減する技術が重要である。このような増幅器の歪を補償する装置として歪補償増幅装置がある。
直接変調方式の歪補償増幅装置では、変調器における送信データのオフセットや振幅の不完全性により、送信データにキャリアリークやイメージが発生する。そこで、歪補償増幅装置は、変調器で発生するキャリアリークやイメージを除去するための補正部を有する。補正部は、変調器から出力される信号をフィードバックして送信データのオフセットや振幅を補正する補正値を算出し、算出した補正値によって送信データを補正し、後段の変調器へと出力する。これにより、変調器の出力では、キャリアリークおよびイメージが除去されることになる（例えば、特許文献１参照）。また、歪補償処理を迅速に収束させるため、増幅器の電源をオフし、オフセット検出用のテストデータを制御部から出力してオフセット補正を行う無線装置が提供されている（例えば、特許文献２参照）。
特開平９−８３５８７号公報
特開平１０−６５５７０号公報
しかし、端末などに実際に無線送信する信号のキャリアリークやイメージを最適に除去するには、テスト信号ではなく、実際に例えば、送信されてくる信号を用いて補正値を算出するのが望ましい。また、信号が送信されていない場合でも、迅速に無線信号の送信開始ができるように補正値を算出できるのが望ましい。
本件はこのような点に鑑みてなされたものであり、キャリアリークおよびイメージを除去するための補正値を最適かつ柔軟に算出することができる歪補償増幅装置および補正方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、増幅する送信信号の歪を補償して出力する歪補償増幅装置が提供される。この歪補償増幅装置は、補正値に基づいて前記送信信号のキャリアリークおよびイメージを補正する補正手段と、前記補正手段から出力される前記送信信号を変調する変調手段と、前記変調手段から出力される前記送信信号に基づいて前記補正値を算出する補正値算出手段と、前記送信信号が送信されていない場合、前記補正値算出手段の前記補正値を算出するためのテスト信号を前記補正手段に出力するテスト信号出力手段と、を有する。
上記歪補償増幅装置は送信信号に基づいて、キャリアリークおよびイメージを除去するための補正値を算出するとともに、送信信号が送信されていない場合、テスト信号出力手段からテスト信号を出力して補正値を算出するようにしてもよい。
開示の装置では、キャリアリークおよびイメージを除去するための補正値を最適かつ柔軟に算出することができる。
図１は、歪補償増幅装置の概要を説明する図である。図１に示す歪補償増幅装置は、例えば、携帯電話などの端末や無線通信する無線基地局に搭載される。例えば無線基地局に適用された歪補償増幅装置は、端末に無線送信する信号を増幅するとともにその歪を補償し、また、信号に発生するキャリアリークおよびイメージを除去するように補正する。
以降、無線基地局に適用された場合の歪補償装置を例として説明するが、端末等にも適用できる。
図１に示すように歪補償増幅装置は、補正手段１、変調手段２、補正値算出手段３、テスト信号出力手段４、および増幅手段５を有している。図１では図示を省略しているが、歪補償増幅装置は、増幅手段５の出力をフィードバックし、増幅手段５の歪を補償する歪補償処理手段を備えている。
図１に示すように歪補償増幅装置は、補正手段１、変調手段２、補正値算出手段３、テスト信号出力手段４、および増幅手段５を有している。図１では図示を省略しているが、歪補償増幅装置は、増幅手段５の出力をフィードバックし、増幅手段５の歪を補償する歪補償処理手段を備えている。
補正手段１は、補正値算出手段３によって算出された補正値に基づいて、無線基地局の上位装置から送信される、端末に無線送信する送信信号のキャリアリークおよびイメージを補正する。
変調手段２は、補正手段１から出力される送信信号を変調する。変調手段２では、送信信号のオフセットや振幅の不完全性により、キャリアリークおよびイメージが発生する。上述の補正手段１は、変調手段２で発生するキャリアリークおよびイメージを除去するために送信信号を補正し、変調手段２に出力する。
補正値算出手段３は、変調手段２から出力される送信信号に基づいて、補正手段１のキャリアリークおよびイメージを補正するための補正値を算出する。
テスト信号出力手段４は、上位装置から送信信号が送信されていない場合、補正値算出手段３の補正値を算出するためのテスト信号を補正手段１に出力する。すなわち、補正値算出手段３は、上位装置から端末に無線送信する送信信号が送信されている場合、その送信信号により補正値を算出し、上位装置から端末に無線送信する送信信号が送信されていない場合、テスト信号により補正値を算出する。
テスト信号出力手段４は、上位装置から送信信号が送信されていない場合、補正値算出手段３の補正値を算出するためのテスト信号を補正手段１に出力する。すなわち、補正値算出手段３は、上位装置から端末に無線送信する送信信号が送信されている場合、その送信信号により補正値を算出し、上位装置から端末に無線送信する送信信号が送信されていない場合、テスト信号により補正値を算出する。
増幅手段５は、変調手段２から出力される送信信号を増幅する。増幅手段５は、補正値算出手段３が補正値を算出するとき、不要な無線信号を端末に送信しないように、例えば、出力の振幅をゼロにする機能を有する。
このように、歪補償増幅装置は、上位装置からの送信信号に基づいて、キャリアリークおよびイメージを除去するための補正値を算出するとともに、上位装置から送信信号が送信されていない場合は、テスト信号出力手段４よりテスト信号を出力して、キャリアリークおよびイメージを除去するための補正値を算出する。これにより、上位装置から送信信号が送信されている場合には最適な補正値を算出でき、上位装置から送信信号が送信されていなければ、テスト信号により柔軟に補正値を算出することができる。
次に、第１の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。
図２は、第１の形態に係る歪補償増幅装置を備えた無線基地局と端末との無線システムを示した図である。図２には、無線基地局１０および端末２０が示してある。端末２０は、例えば、携帯電話などの無線端末である。無線基地局１０は、制御部１１およびＲＦ（Radio Frequency）部１２を有している。
図２は、第１の形態に係る歪補償増幅装置を備えた無線基地局と端末との無線システムを示した図である。図２には、無線基地局１０および端末２０が示してある。端末２０は、例えば、携帯電話などの無線端末である。無線基地局１０は、制御部１１およびＲＦ（Radio Frequency）部１２を有している。
無線基地局１０の制御部１１は、ＲＦ部１２を制御する。例えば、制御部１１は、ＲＦ部１２の起動時や再起動時に、ＲＦ部１２に対して無線通信の開始を指示する。ＲＦ部１２は、制御部１１からの開始指示を受けて、端末２０との無線通信を開始する。
ＲＦ部１２は、端末２０と無線通信を行うための機能を有している。ＲＦ部１２は、図２には示していないが、例えば、無線基地局１０を制御するＲＮＣ（Radio Network Control）などの上位装置から送られてくるデータを無線信号に変換し、端末２０に無線送信する。また、端末２０から無線送信される無線信号をデータに変換し、ＲＮＣに送信する。
ここで、無線基地局の場合は、上位装置として例えばＲＮＣが挙げられるが、これに限らず歪補償増幅装置に入力される送信信号（入力信号）が振幅情報を有するベースバンド信号であればよい。このため、端末等に適用される場合は、上位装置から送られてくる送信信号を歪補償増幅装置に入力されるベースバンド信号（入力信号）と読み替えることができる。
ＲＦ部１２は、歪補償増幅装置を有している。歪補償増幅装置は、端末２０に無線送信する信号を増幅するアンプを有し、そのアンプによって生じる信号の歪を補償する機能を有している。
無線信号には、変調器におけるＩＱデータのオフセットや振幅の不完全性により、キャリアリークおよびイメージが発生する。歪補償増幅装置は、無線信号に発生するキャリアリークおよびイメージを除去するために、ＩＱデータを補正する補正機能を有している。
図３は、歪補償増幅装置のブロック構成図である。図３に示すように歪補償増幅装置は、乗算器３１、ＲＦ補正部３２、Ｄ／Ａ（Digital Analog）変換器３３、発振器３４，４０、ＱＭＯＤ（Quadrature MODulation）３５、ＲＦ−ＳＷ（Switch）３６，３９、アンプ３７、ＤＣ（Directional Coupler）３８、周波数変換部４１、Ａ／Ｄ（Analog Digital）変換器４２、補正値演算部４３、復調部４４、遅延部４５、減算器４６、ＬＭＳ（Least Mean Square）部４７、アドレス生成部４８、ＬＵＴ（Look Up Table）４９、ＣＰＵ（Central Processing Unit）５０、バス５１、およびテストデータ出力部５２を有している。
乗算器３１には、上位装置からのベースバンドデータＸ（Ｉ，Ｑ）およびテストデータ出力部５２から出力されるテストデータＴＥＳＴ（Ｉ，Ｑ）の一方が入力される。ベースバンドデータＸ（Ｉ，Ｑ）は、端末２０に無線送信するユーザデータである。テストデータＴＥＳＴ（Ｉ，Ｑ）は、キャリアリークおよびイメージを除去するための補正値算出に用いられるデータである。ベースバンドデータＸ（Ｉ，Ｑ）およびテストデータＴＥＳＴ（Ｉ，Ｑ）は、図３の各部において同様に処理されるので、以下では、ベースバンドデータＸ（Ｉ，Ｑ）のみを用いて説明する。テストデータＴＥＳＴ（Ｉ，Ｑ）の使用方法は、歪補償増幅装置の動作説明で説明する。
乗算器３１は、ベースバンドデータＸ（Ｉ，Ｑ）に、ＬＵＴ４９から出力される歪補償係数を乗算してＲＦ補正部３２に出力する。すなわち、乗算器３１は、ベースバンドデータＸ（Ｉ，Ｑ）に歪補償処理を施す。
ＲＦ補正部３２は、ＱＭＯＤ３５で発生するキャリアリークやイメージを除去するため、ＣＰＵ５０の制御により、乗算器３１から出力されるベースバンドデータＸ（Ｉ，Ｑ）に補正を施す。
例えば、ＱＭＯＤ３５による変調の際、ベースバンドデータＸ（Ｉ，Ｑ）のオフセット、ＩＱ振幅のバランスのずれ、ＩＱデータの直交度のずれなどによってキャリアリークおよびイメージが発生する。ＲＦ補正部３２は、乗算器３１から出力されるベースバンドデータＸ（Ｉ，Ｑ）に、オフセットを除去するためのオフセット値を加算し、ＩＱ振幅のバランスが同じ（１対１）となるように係数を乗算し、また、ＩＱデータの直交度が９０度となるように位相調整をし、ＱＭＯＤ３５で発生するベースバンドデータＸ（Ｉ，Ｑ）のキャリアリークおよびイメージを補正する。
Ｄ／Ａ変換器３３は、ベースバンドデータＸ（Ｉ，Ｑ）をアナログのベースバンド信号に変換し、ＲＦ−ＳＷ３６に出力する。
ＱＭＯＤ３５は、発振器３４から出力される信号によって、ベースバンド信号の周波数を無線周波数に変換し、アンプ３７に出力する。
ＱＭＯＤ３５は、発振器３４から出力される信号によって、ベースバンド信号の周波数を無線周波数に変換し、アンプ３７に出力する。
ＲＦ−ＳＷ３６は、ＣＰＵ５０の制御によって、ＱＭＯＤ３５から出力される信号を、アンプ３７およびＲＦ−ＳＷ３９の一方に出力する。
アンプ３７は、ＲＦ−ＳＷ３６から出力される信号を増幅し、図示していないアンテナに出力する。アンプ３７は、ＣＰＵ５０の制御によって、増幅した信号を出力したり、出力しなかったり（例えば、出力の振幅をゼロにする）、出力をオン・オフする。ここで、アンプ３７から出力される信号成分について説明する。
アンプ３７は、ＲＦ−ＳＷ３６から出力される信号を増幅し、図示していないアンテナに出力する。アンプ３７は、ＣＰＵ５０の制御によって、増幅した信号を出力したり、出力しなかったり（例えば、出力の振幅をゼロにする）、出力をオン・オフする。ここで、アンプ３７から出力される信号成分について説明する。
図４は、キャリアリーク、イメージ、および信号の歪を説明する図である。図４に示す矢印Ａ１は、端末２０に送信される信号成分（主信号）を示している。矢印Ａ２は、キャリア成分（発振器３４の信号成分）を示している。矢印Ａ３は、キャリアリークを示している。矢印Ａ４は、矢印Ａ１の主信号のイメージを示している。矢印Ａ５は、主信号の歪成分を示している。キャリアリークおよび主信号のイメージは、ＱＭＯＤ３５の変調の際に発生する。主信号の歪は、アンプ３７の増幅の際に発生する。
キャリアリークおよび主信号イメージは、ＲＦ補正部３２によって補正され、主信号の歪は、後述するＬＭＳ部４７やＬＵＴ４９による歪補償係数によって補償される。これにより、アンプ３７からは、目的とする主信号成分のみが出力されて端末２０に無線送信される。
図３の説明に戻る。ＤＣ３８は、アンプ３７から出力される信号を一部分岐し、ＲＦ−ＳＷ３９に出力する。
ＲＦ−ＳＷ３９は、ＣＰＵ５０の制御によって、ＤＣ３８から出力される信号と、ＲＦ−ＳＷ３６から出力される信号との一方を切り替えて周波数変換部４１に出力する。すなわち、周波数変換部４１には、アンプ３７を介した信号と、アンプ３７を介さない信号との一方がフィードバック信号として入力される。
ＲＦ−ＳＷ３９は、ＣＰＵ５０の制御によって、ＤＣ３８から出力される信号と、ＲＦ−ＳＷ３６から出力される信号との一方を切り替えて周波数変換部４１に出力する。すなわち、周波数変換部４１には、アンプ３７を介した信号と、アンプ３７を介さない信号との一方がフィードバック信号として入力される。
周波数変換部４１は、発振器４０から出力される信号によって、ＲＦ−ＳＷ３９から出力される信号の周波数をＡ／Ｄ変換器４２でのサンプリング処理が可能な周波数にダウンコンバートする。周波数変換部４１は、ダウンコンバートした信号をＡ／Ｄ変換器４２に出力する。
Ａ／Ｄ変換器４２は、周波数変換部４１から出力されるフィードバック信号をデジタル信号に変換し、復調部４４に出力する。
補正値演算部４３は、復調部４４から出力されるデジタルのフィードバック信号に基づいて、ＲＦ補正部３２の信号を補正する補正値を算出する。例えば、補正値演算部４３は、前述したように、オフセットを除去するためのオフセット値、ＩＱ振幅のバランスを同じにする係数、ＩＱデータの直交度を９０度にする位相値を算出する。
補正値演算部４３は、復調部４４から出力されるデジタルのフィードバック信号に基づいて、ＲＦ補正部３２の信号を補正する補正値を算出する。例えば、補正値演算部４３は、前述したように、オフセットを除去するためのオフセット値、ＩＱ振幅のバランスを同じにする係数、ＩＱデータの直交度を９０度にする位相値を算出する。
復調部４４は、Ａ／Ｄ変換器４２から出力される、ＱＭＯＤ３５によって変調されたアナログ信号をベースバンドデータに復調する。
遅延部４５は、歪補償増幅装置に入力されるベースバンドデータＸ（Ｉ，Ｑ）を遅延し、減算器４６に出力する。遅延部４５は、例えば、ｎタップの遅延フィルタであり、回路動作クロック周波数の１／ｎ倍の精度で、ベースバンドデータＸ（Ｉ，Ｑ）を遅延することができる。これにより、歪補償増幅装置に入力されるベースバンドデータＸ（Ｉ，Ｑ）と、復調部４４から出力される遅延したフィードバック信号とのタイミングを合わせることができる。
遅延部４５は、歪補償増幅装置に入力されるベースバンドデータＸ（Ｉ，Ｑ）を遅延し、減算器４６に出力する。遅延部４５は、例えば、ｎタップの遅延フィルタであり、回路動作クロック周波数の１／ｎ倍の精度で、ベースバンドデータＸ（Ｉ，Ｑ）を遅延することができる。これにより、歪補償増幅装置に入力されるベースバンドデータＸ（Ｉ，Ｑ）と、復調部４４から出力される遅延したフィードバック信号とのタイミングを合わせることができる。
減算器４６は、遅延部４５から出力されるベースバンドデータＸ（Ｉ，Ｑ）と、復調部４４から出力されるフィードバック信号との差分を算出し、ＬＭＳ部４７に出力する。
ＬＭＳ部４７は、ＬＭＳに基づいて、減算器４６から出力される差分値がゼロとなるように、ＬＵＴ４９の歪補償係数を更新する。すなわち、歪補償増幅装置は、入力されるベースバンドデータＸ（Ｉ，Ｑ）に、ＬＵＴ４９に記載されている歪補償係数を乗算してアンプ３７に出力する。そして、ＬＭＳ部４７は、入力されたベースバンドデータＸ（Ｉ，Ｑ）と、アンプ３７の出力からのフィードバック信号との差分がゼロとなるように、ＬＭＳによる適応信号処理によって、ＬＵＴ４９の歪補償係数を更新する。
ＬＭＳ部４７は、ＬＭＳに基づいて、減算器４６から出力される差分値がゼロとなるように、ＬＵＴ４９の歪補償係数を更新する。すなわち、歪補償増幅装置は、入力されるベースバンドデータＸ（Ｉ，Ｑ）に、ＬＵＴ４９に記載されている歪補償係数を乗算してアンプ３７に出力する。そして、ＬＭＳ部４７は、入力されたベースバンドデータＸ（Ｉ，Ｑ）と、アンプ３７の出力からのフィードバック信号との差分がゼロとなるように、ＬＭＳによる適応信号処理によって、ＬＵＴ４９の歪補償係数を更新する。
アドレス生成部４８は、ベースバンドデータＸ（Ｉ，Ｑ）の電力（Ｉ2＋Ｑ2）に応じたアドレスを生成する。
ＬＵＴ４９は、歪補償係数を記憶しており、アドレス生成部４８から出力されるアドレスに対応した歪補償係数を乗算器３１に出力する。また、ＬＵＴ４９は、ＬＭＳ部４７によって更新される歪補償係数を、アドレス生成部４８によって指定されるアドレスに格納する。ＬＵＴ４９は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）などの記憶装置によって構成される。
ＬＵＴ４９は、歪補償係数を記憶しており、アドレス生成部４８から出力されるアドレスに対応した歪補償係数を乗算器３１に出力する。また、ＬＵＴ４９は、ＬＭＳ部４７によって更新される歪補償係数を、アドレス生成部４８によって指定されるアドレスに格納する。ＬＵＴ４９は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）などの記憶装置によって構成される。
ＣＰＵ５０は、バス５１を介して、ＲＦ補正部３２、ＲＦ−ＳＷ３６，３９，アンプ３７、補正値演算部４３、およびテストデータ出力部５２と接続されている。また、図２で示した制御部１１と接続されている。
ＣＰＵ５０は、補正値演算部４３で算出された補正値をＲＦ補正部３２に送信する。また、ＣＰＵ５０は、ＲＦ−ＳＷ３６，３９の出力切り替えやアンプ３７の信号出力を制御する。また、ＣＰＵ５０は、テストデータ出力部５２のテストデータＴＥＳＴ（Ｉ，Ｑ）の出力を制御する。
テストデータ出力部５２は、ＣＰＵ５０の制御によって、補正値演算部４３の補正値を算出するためのテストデータＴＥＳＴ（Ｉ，Ｑ）を出力する。これにより、歪補償増幅装置は、キャリアリークおよびイメージを除去するための補正値を算出するときに、上位装置からベースバンドデータＸ（Ｉ，Ｑ）が送信されていなくても、テストデータＴＥＳＴ（Ｉ，Ｑ）によって、補正値を算出することができる。
歪補償増幅装置の動作を、フローチャートを用いて説明する。
図５は、歪補償増幅装置の動作を示したフローチャートである。
ステップＳ１において、歪補償増幅装置（ＲＦ部１２）は、起動または再起動される。
図５は、歪補償増幅装置の動作を示したフローチャートである。
ステップＳ１において、歪補償増幅装置（ＲＦ部１２）は、起動または再起動される。
ステップＳ２において、ＣＰＵ５０は、歪補償増幅装置の起動または再起動により、ＲＦ補正を行う。すなわち、ＣＰＵ５０は、ＱＭＯＤ３５で発生するキャリアリークやイメージを除去するための補正処理を行う。この補正処理により、次のステップＳ３の送信開始処理以後においては、端末２０に送信される信号からキャリアリークおよびイメージが除去されることになる。
ステップＳ３において、ＣＰＵ５０は、制御部１１から、送信開始の制御信号を受信すると、アンプ３７の出力をオフからオンに切り替え、無線信号の送信を開始する。
なお、アンプ３７の出力をオン・オフ制御するのは、制御部１１から送信開始指示があるまで不要な無線信号を送信しないようにするためである。アンプ３７の出力は、起動または再起同時にはオフ状態となっている。
なお、アンプ３７の出力をオン・オフ制御するのは、制御部１１から送信開始指示があるまで不要な無線信号を送信しないようにするためである。アンプ３７の出力は、起動または再起同時にはオフ状態となっている。
ステップＳ４において、歪補償増幅装置は、歪補償係数を更新しながら、無線信号を端末２０に無線送信する。
図６は、図５のＲＦ補正の詳細な処理を示したフローチャートである。以下の処理は、上位装置からベースバンドデータＸ（Ｉ，Ｑ）が送信されていない場合の、図５のステップＳ２の詳細な処理を示している。
図６は、図５のＲＦ補正の詳細な処理を示したフローチャートである。以下の処理は、上位装置からベースバンドデータＸ（Ｉ，Ｑ）が送信されていない場合の、図５のステップＳ２の詳細な処理を示している。
ステップＳ１１において、ＣＰＵ５０は、ＱＭＯＤ３５から出力される信号をＲＦ−ＳＷ３９に出力するようにＲＦ−ＳＷ３６を切り替える。また、ＣＰＵ５０は、ＲＦ−ＳＷ３６から出力される信号を周波数変換部４１に出力するようにＲＦ−ＳＷ３９を切り替える。
ステップＳ１２において、ＣＰＵ５０は、キャリア設定を行う。歪補償増幅装置は、複数のキャリアでベースバンドデータＸ（Ｉ，Ｑ）を無線送信できるように、複数のキャリアを生成することができるようになっている。ＣＰＵ５０は、無線基地局１０で使用するキャリアを設定する。
ステップＳ１３において、ＣＰＵ５０は、上位装置からベースバンドデータＸ（Ｉ，Ｑ）が送信されていないので、テストデータＴＥＳＴ（Ｉ，Ｑ）を乗算器３１に出力するようにテストデータ出力部５２を制御する。
なお、テストデータＴＥＳＴ（Ｉ，Ｑ）は、ステップＳ１１でのスイッチ切り替えにより、アンプ３７で増幅されることなく、周波数変換部４１へとフィードバックされる。
ステップＳ１４において、補正値演算部４３は、フィードバックされたテストデータＴＥＳＴ（Ｉ，Ｑ）に基づいて、キャリアリークおよびイメージを除去するための補正値を算出する。ＣＰＵ５０は、補正値演算部４３によって算出された補正値をＲＦ補正部３２に出力する。
ステップＳ１４において、補正値演算部４３は、フィードバックされたテストデータＴＥＳＴ（Ｉ，Ｑ）に基づいて、キャリアリークおよびイメージを除去するための補正値を算出する。ＣＰＵ５０は、補正値演算部４３によって算出された補正値をＲＦ補正部３２に出力する。
これにより、ＲＦ補正部３２は、乗算器３１から出力されるベースバンドデータＸ（Ｉ，Ｑ）に対し、ＱＭＯＤ３５で発生するキャリアリークおよびイメージを除去するためのオフセット値、ＩＱ振幅のバランスを同じにする係数、ＩＱデータの直交度を９０度にする位相値などを施すことができる。
ステップＳ１５において、ＣＰＵ５０は、テストデータＴＥＳＴ（Ｉ，Ｑ）の出力を停止する。
ステップＳ１６において、ＣＰＵ５０は、ＱＭＯＤ３５から出力される信号を、アンプ３７に出力するように、ＲＦ−ＳＷ３６を切り替える。また、ＣＰＵ５０は、アンプ３７から出力される信号を周波数変換部４１に出力するように、ＲＦ−ＳＷ３９を切り替える。
ステップＳ１６において、ＣＰＵ５０は、ＱＭＯＤ３５から出力される信号を、アンプ３７に出力するように、ＲＦ−ＳＷ３６を切り替える。また、ＣＰＵ５０は、アンプ３７から出力される信号を周波数変換部４１に出力するように、ＲＦ−ＳＷ３９を切り替える。
これにより、ＲＦ補正部３２では、キャリアリークおよびイメージ除去の補正が可能となり、図５で説明したステップＳ３の送信開始処理が行われる。
なお、ＣＰＵ５０は、上位装置からベースバンドデータＸ（Ｉ，Ｑ）が送信されている場合、ステップＳ１３において、テストデータ出力部５２からテストデータＴＥＳＴ（Ｉ，Ｑ）を出力しない。この場合、上位装置からのベースバンドデータＸ（Ｉ，Ｑ）は、ステップＳ１１でのＲＦ−ＳＷ３６，３９の切り替えにより、アンプ３７に出力されることなく周波数変換部４１にフィードバックされ、補正値演算部４３は、ベースバンドデータＸ（Ｉ，Ｑ）に基づいて、補正値を算出することになる。
なお、ＣＰＵ５０は、上位装置からベースバンドデータＸ（Ｉ，Ｑ）が送信されている場合、ステップＳ１３において、テストデータ出力部５２からテストデータＴＥＳＴ（Ｉ，Ｑ）を出力しない。この場合、上位装置からのベースバンドデータＸ（Ｉ，Ｑ）は、ステップＳ１１でのＲＦ−ＳＷ３６，３９の切り替えにより、アンプ３７に出力されることなく周波数変換部４１にフィードバックされ、補正値演算部４３は、ベースバンドデータＸ（Ｉ，Ｑ）に基づいて、補正値を算出することになる。
次に、ＲＦ−ＳＷ３６，３９を備えない歪補償増幅装置の動作について説明する。すなわち、図３のＱＭＯＤ３５の出力をアンプ３７の入力に直接接続し、アンプ３７から出力される信号をＤＣ３８によって周波数変換部４１にフィードバックする場合の歪補償増幅装置の動作について説明する。
図７は、ＲＦ−ＳＷを備えない歪補償増幅装置の動作を示したフローチャートである。
ステップＳ２１において、歪補償増幅装置は、起動または再起動される。
ステップＳ２２において、ＣＰＵ５０は、制御部１１から、送信開始の制御信号を受けて、アンプ３７の出力をオフからオンに切り替える。
ステップＳ２１において、歪補償増幅装置は、起動または再起動される。
ステップＳ２２において、ＣＰＵ５０は、制御部１１から、送信開始の制御信号を受けて、アンプ３７の出力をオフからオンに切り替える。
ステップＳ２３において、歪補償増幅装置は、ＲＦ補正を行う。
ここで、ＲＦ−ＳＷ３６，３９を備えない歪補償増幅装置では、上記の通り、アンプ３７の出力がＤＣ３８によって周波数変換部４１にフィードバックされることになる。従って、歪補償増幅装置は、ステップＳ２２の送信開始処理によってアンプ３７の出力がオンされない限り、ＲＦ補正の処理を行うことができない。すなわち、ＲＦ−ＳＷ３６，３９を備えない歪補償増幅装置では、制御部１１からの送信開始指示がないかぎり、ＲＦ補正を行うことができない。
ここで、ＲＦ−ＳＷ３６，３９を備えない歪補償増幅装置では、上記の通り、アンプ３７の出力がＤＣ３８によって周波数変換部４１にフィードバックされることになる。従って、歪補償増幅装置は、ステップＳ２２の送信開始処理によってアンプ３７の出力がオンされない限り、ＲＦ補正の処理を行うことができない。すなわち、ＲＦ−ＳＷ３６，３９を備えない歪補償増幅装置では、制御部１１からの送信開始指示がないかぎり、ＲＦ補正を行うことができない。
ステップＳ２４において、歪補償増幅装置は、歪補償係数を更新しながら、無線信号を端末２０に無線送信する。
図５の処理と図７の処理とを比較すると、図７の処理では、制御部１１からの送信開始指示（ステップＳ２２の処理）を受けて、ＲＦ補正の処理を行い、その後、歪補償係数の更新処理を行う。すなわち、ＲＦ−ＳＷ３６，３９を備えない歪補償増幅装置では、制御部１１から送信開始指示を受けたにもかかわらず、直ちに歪補償係数更新の処理に進むことができない。一方、ＲＦ−ＳＷ３６，３９を備えた歪補償増幅装置では、図５に示すように制御部１１からの送信開始指示を受けると、直ちに歪補償係数更新の処理に進むことができる。これによって、ＲＦ−ＳＷ３６，３９を備えた歪補償増幅装置では、ＲＦ−ＳＷ３６，３９を備えない歪補償増幅装置に対し、歪補償を行った無線信号の送信開始を数秒短縮することができる。
図５の処理と図７の処理とを比較すると、図７の処理では、制御部１１からの送信開始指示（ステップＳ２２の処理）を受けて、ＲＦ補正の処理を行い、その後、歪補償係数の更新処理を行う。すなわち、ＲＦ−ＳＷ３６，３９を備えない歪補償増幅装置では、制御部１１から送信開始指示を受けたにもかかわらず、直ちに歪補償係数更新の処理に進むことができない。一方、ＲＦ−ＳＷ３６，３９を備えた歪補償増幅装置では、図５に示すように制御部１１からの送信開始指示を受けると、直ちに歪補償係数更新の処理に進むことができる。これによって、ＲＦ−ＳＷ３６，３９を備えた歪補償増幅装置では、ＲＦ−ＳＷ３６，３９を備えない歪補償増幅装置に対し、歪補償を行った無線信号の送信開始を数秒短縮することができる。
また、ＲＦ−ＳＷ３６，３９を備えない歪補償増幅装置では、図７のステップＳ２２に示すように送信開始処理後にＲＦ補正を行う。従って、送信開始直後では（ＲＦ補正が完了するまでは）、端末２０に送信する無線信号にキャリアリークおよびイメージが含まれ、帯域内スプリアスが発生する。これに対し、ＲＦ−ＳＷ３６，３９を備える歪補償増幅装置では、図５のステップＳ３に示すように、ＲＦ補正が終了して送信開始処理を行うので、帯域内スプリアスが発生することがない。
また、ＲＦ−ＳＷ３６，３９を備えない歪補償増幅装置では、アンプ３７を介したフィードバック信号により、ＲＦ補正の処理を行う。このため、フィードバック信号には、歪成分が少ないながらも含まれ、その誤差成分により補正精度が劣化する。これに対し、ＲＦ−ＳＷ３６，３９を備える歪補償増幅装置では、アンプ３７を介さないフィードバック信号により、ＲＦ補正の処理を行うため、補正精度が劣化するということはない。
以上、歪補償増幅装置は、上位装置からのベースバンドデータＸ（Ｉ，Ｑ）に基づいて、キャリアリークおよびイメージを除去するための補正値を算出するとともに、上位装置からベースバンドデータＸ（Ｉ，Ｑ）が送信されていない場合、テストデータＴＥＳＴ（Ｉ，Ｑ）を出力して、キャリアリークおよびイメージを除去するための補正値を算出する。これにより、上位装置から送信データが送信されている場合には最適な補正値を算出でき、上位装置から送信データが送信されていなければ、テストデータにより柔軟に補正値を算出することができる。
特に、ＱＭＯＤ３５におけるキャリアリーク成分は、出力レベル特性を持ち、入力される信号レベルによってキャリアリークの補正量の最適値が異なる。そのため、実際のベースバンドデータＸ（Ｉ，Ｑ）により、補正値を算出することにより、精度の高い補正を行うことができる。
なお、テストデータＴＥＳＴ（Ｉ，Ｑ）は、プログラムにより、ＣＰＵ５０によって生成して乗算器３１に出力するようにしてもよい。また、外部から乗算器３１に入力するようにしてもよい。
また、精度の高い補正を確実に行う必要がある場合には、ＣＰＵ５０は、制御部１１に対し、ベースバンドデータＸ（Ｉ，Ｑ）の送信要求をすることもできる。制御部１１は、ＣＰＵ５０からの送信要求に応じて、上位装置にベースバンドデータＸ（Ｉ，Ｑ）の送信要求を行う。ＣＰＵ５０は、ベースバンドデータＸ（Ｉ，Ｑ）によるＲＦ補正が完了すると、制御部１１に対し、完了信号を送信する。制御部１１は、ＣＰＵ５０からＲＦ補正の完了通知を受けると、送信開始の制御信号をＣＰＵ５０に送信する。
また、ＲＦ−ＳＷ３６，３９の切り替え制御は、ＣＰＵ５０が行うようにしたが、手動によってＲＦ−ＳＷ３６，３９の出力経路を切り替えるようにしてもよい。
また、補正値演算部４３で算出された補正値を、ＣＰＵ５０によってＲＦ補正部３２に出力するとしたが、補正値演算部４３が直接補正値をＲＦ補正部３２に出力するようにしてもよい。
また、補正値演算部４３で算出された補正値を、ＣＰＵ５０によってＲＦ補正部３２に出力するとしたが、補正値演算部４３が直接補正値をＲＦ補正部３２に出力するようにしてもよい。
また、プログラムに基づいて、ＣＰＵ５０が補正値演算部４３の処理を行うようにしてもよい。
次に、第２の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。ＱＭＯＤの出力は、アンプと異なり線形である。従って、ＲＦ補正時では、ベースバンドデータおよびテストデータに歪補償係数を乗算する必要がない。そこで、第２の実施の形態では、歪補償係数を乗算する乗算器に信号のパス経路を設ける。
次に、第２の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。ＱＭＯＤの出力は、アンプと異なり線形である。従って、ＲＦ補正時では、ベースバンドデータおよびテストデータに歪補償係数を乗算する必要がない。そこで、第２の実施の形態では、歪補償係数を乗算する乗算器に信号のパス経路を設ける。
図８は、第２の実施の形態に係る歪補償増幅装置のブロック構成図である。図８において、図３と同じものには同じ符号を付し、その説明を省略する。
図８では、乗算器３１の前段にＳＥＬ（セレクタ）６１が設けられている。ＳＥＬ６１は、ＣＰＵ５０の制御によって、入力されるベースバンドデータＸ（Ｉ，Ｑ）およびテストデータＴＥＳＴ（Ｉ，Ｑ）の一方を乗算器３１に入力し、また、ＲＦ補正部３２に入力する。
図８では、乗算器３１の前段にＳＥＬ（セレクタ）６１が設けられている。ＳＥＬ６１は、ＣＰＵ５０の制御によって、入力されるベースバンドデータＸ（Ｉ，Ｑ）およびテストデータＴＥＳＴ（Ｉ，Ｑ）の一方を乗算器３１に入力し、また、ＲＦ補正部３２に入力する。
ＱＭＯＤ３５の出力特性は線形なので、ＲＦ補正を実行するとき、ベースバンドデータＸ（Ｉ，Ｑ）またはテストデータＴＥＳＴ（Ｉ，Ｑ）に歪補償を施す必要がない。従って、ＲＦ補正を実行するときは、ベースバンドデータＸ（Ｉ，Ｑ）またはテストデータＴＥＳＴ（Ｉ，Ｑ）を、乗算器３１を介さず、ＲＦ補正部３２に入力するようにする。
例えば、図５のステップＳ２のＲＦ補正を行う際、ＣＰＵ５０は、ベースバンドデータＸ（Ｉ，Ｑ）またはテストデータＴＥＳＴ（Ｉ，Ｑ）をＲＦ補正部３２に入力するように、ＳＥＬ６１を切り替える。ステップＳ３の送信開始処理を行う場合には、歪補償係数が乗算されるように、ベースバンドデータＸ（Ｉ，Ｑ）またはテストデータＴＥＳＴ（Ｉ，Ｑ）を乗算器３１に入力するように、ＳＥＬ６１を切り替える。なお、その他の処理は第１の実施の形態と同様である。
このように、ＲＦ補正の補正値を算出する間、歪補償処理を施す必要がないため、ベースバンドデータＸ（Ｉ，Ｑ）またはテストデータＴＥＳＴ（Ｉ，Ｑ）を、乗算器３１を迂回するようにした。これにより、補正値算出時、歪補償係数を処理する部分（復調部４４、遅延部４５、減算器４６、ＬＭＳ部４７、アドレス生成部４８、およびＬＵＴ４９）の動作を停止させることができ、電力消費を低減することができる。
次に、第３の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。第２の実施の形態では、歪補償係数を乗算する乗算器に信号をパスする経路を設け、データに歪補償係数を乗算しないようにした。第３の実施の形態では、１＋ｊ０の係数を乗算することにより、歪補償係数を乗算しない構成にする。
図９は、第３の実施の形態に係る歪補償増幅装置のブロック構成図である。図９において、図３と同じものには同じ符号を付し、その説明を省略する。
図９では、ＬＵＴ４９と乗算器３１の間にＳＥＬ７１が設けられている。ＳＥＬ７１には、ＬＵＴ４９から出力される歪補償係数が入力されるとともに、１＋ｊ０の係数が入力される。ＳＥＬ７１は、ＣＰＵ５０の制御によって、入力される１＋ｊ０の係数と、ＬＵＴ４９の歪補償係数との一方を乗算器３１に出力する。
図９では、ＬＵＴ４９と乗算器３１の間にＳＥＬ７１が設けられている。ＳＥＬ７１には、ＬＵＴ４９から出力される歪補償係数が入力されるとともに、１＋ｊ０の係数が入力される。ＳＥＬ７１は、ＣＰＵ５０の制御によって、入力される１＋ｊ０の係数と、ＬＵＴ４９の歪補償係数との一方を乗算器３１に出力する。
ベースバンドデータＸ（Ｉ，Ｑ）およびテストデータＴＥＳＴ（Ｉ，Ｑ）は、乗算器３１により１＋ｊ０が乗算されても変化しない。すなわち、１＋ｊ０は、入力されるベースバンドデータＸ（Ｉ，Ｑ）およびテストデータＴＥＳＴ（Ｉ，Ｑ）をそのままＲＦ補正部３２に出力する係数である。
ＱＭＯＤ３５の出力特性は線形なので、ＲＦ補正を実行するとき、ベースバンドデータＸ（Ｉ，Ｑ）またはテストデータＴＥＳＴ（Ｉ，Ｑ）に歪補償を施す必要がない。従って、ＲＦ補正を実行するときは、ベースバンドデータＸ（Ｉ，Ｑ）またはテストデータＴＥＳＴ（Ｉ，Ｑ）に、１＋ｊ０の係数を乗算するようにする。
例えば、図５のステップＳ２のＲＦ補正を行う際、ＣＰＵ５０は、ベースバンドデータＸ（Ｉ，Ｑ）またはテストデータＴＥＳＴ（Ｉ，Ｑ）に、１＋ｊ０を乗算するように、ＳＥＬ７１を切り替える。ステップＳ３の送信開始処理を行う場合には、ＬＵＴ４９から出力される歪補償係数が乗算されるように、ＳＥＬ７１を切り替える。なお、その他の処理は第１の実施の形態と同様である。
このように、ＲＦ補正の補正値を算出する間、歪補償処理を施す必要がないため、ベースバンドデータＸ（Ｉ，Ｑ）またはテストデータＴＥＳＴ（Ｉ，Ｑ）に１＋ｊ０の歪補償係数を乗算するようにした。これにより、補正値算出時、歪補償係数を処理する部分の動作を停止させることができ、電力消費を低減することができる。
なお、図９では、ＳＥＬ７１によって、ＬＵＴ４９の歪補償係数と１＋ｊ０の係数とを切り替えるようにしたが、ＬＵＴ４９に格納されている歪補償係数を不揮発メモリに保存し、ＬＵＴ４９の歪補償係数を１＋ｊ０に書き換えるようにしてもよい。ＣＰＵ５０は、補正値演算部４３の補償値の算出が完了すると、不揮発性メモリに保存しておいた歪補償係数を再びＬＵＴ４９に戻す。この構成の場合、ＳＥＬ７１は不要となる。
（付記１） 増幅する送信信号の歪を補償して出力する歪補償増幅装置において、
補正値に基づいて前記送信信号のキャリアリークおよびイメージを補正する補正手段と、
前記補正手段から出力される前記送信信号を変調する変調手段と、
前記変調手段から出力される前記送信信号に基づいて前記補正値を算出する補正値算出手段と、
前記送信信号が送信されていない場合、前記補正値算出手段の前記補正値を算出するためのテスト信号を前記補正手段に出力するテスト信号出力手段と、
を有することを特徴とする歪補償増幅装置。
補正値に基づいて前記送信信号のキャリアリークおよびイメージを補正する補正手段と、
前記補正手段から出力される前記送信信号を変調する変調手段と、
前記変調手段から出力される前記送信信号に基づいて前記補正値を算出する補正値算出手段と、
前記送信信号が送信されていない場合、前記補正値算出手段の前記補正値を算出するためのテスト信号を前記補正手段に出力するテスト信号出力手段と、
を有することを特徴とする歪補償増幅装置。
（付記２） 前記補正値算出手段が前記補正値を算出する間出力をオフする、前記変調手段から出力される前記送信信号を増幅する増幅手段を有することを特徴とする付記１記載の歪補償増幅装置。
（付記３） 前記変調手段から出力される前記送信信号を前記補正値算出手段および前記増幅手段の一方に出力する出力切り替え手段を有することを特徴とする付記２記載の歪補償増幅装置。
（付記４） 前記出力切り替え手段は、前記補正値算出手段の前記補正値の算出が完了すると、前記送信信号の出力先を前記増幅手段に切り替え、
前記増幅手段は、増幅した前記送信信号の出力をオンにすることを特徴とする付記３記載の歪補償増幅装置。
前記増幅手段は、増幅した前記送信信号の出力をオンにすることを特徴とする付記３記載の歪補償増幅装置。
（付記５） 前記補正手段の前段に設けられ、前記送信信号に歪補償処理を施す歪補償処理手段と、
前記歪補償処理手段を経由せずに前記送信信号を前記補正手段に出力する送信信号経路切り替え手段と、
を有することを特徴とする付記１記載の歪補償増幅装置。
前記歪補償処理手段を経由せずに前記送信信号を前記補正手段に出力する送信信号経路切り替え手段と、
を有することを特徴とする付記１記載の歪補償増幅装置。
（付記６） 前記送信信号経路切り替え手段は、前記補正値算出手段が前記補正値を算出するとき、前記歪補償処理手段を経由せずに前記送信信号を前記補正手段に出力することを特徴とする付記５記載の歪補償増幅装置。
（付記７） 前記補正手段の前段に設けられ、前記送信信号をそのまま前記補正手段に出力する係数および歪補償係数を前記送信信号に施す歪補償処理手段を有することを特徴とする付記１記載の歪補償増幅装置。
（付記８） 前記歪補償処理手段は、前記補正値算出手段が前記補正値を算出するとき、前記送信信号をそのまま前記変調手段に出力する前記係数を前記送信信号に施すことを特徴とする付記７記載の歪補償増幅装置。
（付記９） 前記補償値算出手段が前記補償値を算出するとき、前記送信信号の送信要求を行う送信要求手段を有することを特徴とする付記１記載の歪補償増幅装置。
（付記１０） 増幅する送信信号の歪を補償して出力する歪補償増幅装置のキャリアリークおよびイメージの補正方法において、
前記送信信号が送信されていない場合テスト信号を出力し、
前記送信信号が送信されている場合は前記送信信号に基づいて、前記送信信号が送信されていない場合は前記テスト信号に基づいて前記送信信号の前記キャリアリークおよび前記イメージを除去するための補正値を算出する、
ことを特徴とする補正方法。
（付記１０） 増幅する送信信号の歪を補償して出力する歪補償増幅装置のキャリアリークおよびイメージの補正方法において、
前記送信信号が送信されていない場合テスト信号を出力し、
前記送信信号が送信されている場合は前記送信信号に基づいて、前記送信信号が送信されていない場合は前記テスト信号に基づいて前記送信信号の前記キャリアリークおよび前記イメージを除去するための補正値を算出する、
ことを特徴とする補正方法。
１ 補正手段
２ 変調手段
３ 補正値算出手段
４ テスト信号出力手段
５ 増幅手段
２ 変調手段
３ 補正値算出手段
４ テスト信号出力手段
５ 増幅手段
Claims (5)
- 増幅する送信信号の歪を補償して出力する歪補償増幅装置において、
補正値に基づいて前記送信信号のキャリアリークおよびイメージを補正する補正手段と、
前記補正手段から出力される前記送信信号を変調する変調手段と、
前記変調手段から出力される前記送信信号に基づいて前記補正値を算出する補正値算出手段と、
前記送信信号が送信されていない場合、前記補正値算出手段の前記補正値を算出するためのテスト信号を前記補正手段に出力するテスト信号出力手段と、
を有することを特徴とする歪補償増幅装置。 - 前記補正値算出手段が前記補正値を算出する間出力をオフする、前記変調手段から出力される前記送信信号を増幅する増幅手段を有することを特徴とする請求項１記載の歪補償増幅装置。
- 前記変調手段から出力される前記送信信号を前記補正値算出手段および前記増幅手段の一方に出力する出力切り替え手段を有することを特徴とする請求項２記載の歪補償増幅装置。
- 前記出力切り替え手段は、前記補正値算出手段の前記補正値の算出が完了すると、前記送信信号の出力先を前記増幅手段に切り替え、
前記増幅手段は、増幅した前記送信信号の出力をオンにすることを特徴とする請求項３記載の歪補償増幅装置。 - 増幅する送信信号の歪を補償して出力する歪補償増幅装置のキャリアリークおよびイメージの補正方法において、
前記送信信号が送信されていない場合テスト信号を出力し、
前記送信信号が送信されている場合は前記送信信号に基づいて、前記送信信号が送信されていない場合は前記テスト信号に基づいて前記送信信号の前記キャリアリークおよび前記イメージを除去するための補正値を算出する、
ことを特徴とする補正方法。
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