JP2009284232A - 歪補償装置および歪補償方法 - Google Patents

Abstract

【課題】増幅器の歪補償能力を改善する。
【解決手段】増幅器２４の出力信号の一部を、歪補償部１１への信号経路へ分岐する分岐部２８と、増幅器２４の出力信号を遮断又は分岐部２８へ通過するスイッチ２７と、スイッチ２７が遮断状態にある時に前記信号経路を伝送する信号の測定結果を基に、スイッチ２７が通過状態にある時の歪補償量を制御する制御部１２〜１５と、をそなえる。
【選択図】図１

Description

本件は、歪補償装置および歪補償方法に関する。本件は、無線装置の送信増幅部に用いられる場合がある。

無線装置の送信系には、増幅器の非線形歪みを補償するために、digital pre-distortion（ＤＰＤ、デジタルプリディストーション）回路が用いられる場合がある。ＤＰＤ回路は、例えば、増幅器の入出力信号を比較することで、歪みによって発生する信号差分を検出し、その信号差分をキャンセルする特性の係数を増幅器の入力信号に乗じる。
特開２００２−７７２８４号公報 特開２００１−１６２８３号公報 特開２００６−９４４８６号公報

ＤＰＤ回路は、増幅器の入出力信号を比較するために、増幅器の出力信号の一部を、カプラ等を用いて分岐する。ここで、分岐した信号に、他の回路部分から空間に放射された不要な高周波信号が結合すると、前記信号差分の検出に誤差が生じて歪み補償が不十分になる場合がある。従来の技術においては、このような不要波の結合による誤差の発生が考慮されていない。

本件の目的の一つは、増幅器の歪補償能力を改善することにある。

なお、前記目的に限らず、後述する実施形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本件の他の目的の一つとして位置付けることができる。

例えば、以下の手段を用いる。
（１）増幅器への入力信号と前記増幅器からの出力信号とを比較した結果を基に前記増幅器で生じる歪の補償を前記入力信号に対して行なう歪補償部と、前記出力信号の一部を、前記歪補償部への信号経路へ分岐する分岐部と、前記出力信号を遮断又は前記分岐部へ通過するスイッチと、前記スイッチが遮断状態にある時に前記信号経路を前記歪補償部へ伝送する信号の測定結果を基に、前記スイッチが通過状態にある時の前記歪の補償量を制御する制御部と、をそなえる歪補償装置を用いることができる。

（２）増幅器への入力信号と前記増幅器からの出力信号とを比較した結果を基に前記増幅器で生じる歪の補償を前記入力信号に対して行なう歪補償部と、前記出力信号の一部を、前記歪補償部への信号経路へ分岐する分岐部と、をそなえた装置における歪補償方法であって、前記出力信号を前記分岐部へ通過しない遮断状態において前記信号経路を前記歪補償部へ伝送する信号を測定し、前記測定の結果を基に、前記出力信号を前記分岐部へ通過する状態において前記歪の補償量を制御する、歪補償方法を用いることができる。

開示の技術によれば、増幅器の歪補償能力を改善することが可能である。

以下、図面を参照して実施の形態を説明する。ただし、以下に説明する実施形態は、あくまでも例示であり、以下に明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。即ち、本実施形態は、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変形（各実施例を組み合わせる等）して実施することができる。

〔１〕一実施形態
図１は、一実施形態に係るＤＰＤ回路を有する無線装置の送信部の構成を示すブロック図である。この図１に示す送信部は、例えば、無線基地局の送信部や携帯電話等の無線端末の送信部に用いることができる。例示的に、当該送信部は、ＤＰＤ回路１０の一例として、ミキサ（乗算器）１１と、ルックアップテーブル（ＬＵＴ）と１２、演算器１３と、比較器（減算器）１４と、メモリ（ＭＥＭ）１５と、をそなえる。

また、送信部は、送信アンテナ（ＡＮＴ）３０をそなえ、ミキサ１１から送信アンテナ３０への信号伝送経路であるフォワード（ＦＷ）系の一例として、デジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ）２１と、ローカル発振器（ＬＯ）２２と、直交変調器（ＭＯＤ）２３と、高出力増幅部（ＰＡ）２９と、をそなえる。例示的に、高出力増幅部２９は、さらに、増幅器（増幅素子）の一例としての電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）２４と、マッチング回路（ＭＣ）２５と、アイソレータ（ＩＳＯ）２６と、radio frequency（ＲＦ、高周波）スイッチ（ＳＷ）２７と、カプラ２８と、をそなえる。

さらに、送信部は、カプラ２８により取り出された送信アンテナ３０への送信信号の一部をＤＰＤ回路１０（比較器１４）へ伝送するフィードバック（ＦＢ）系の一例として、ローカル発振器（ＬＯ）３１と、周波数変換器（ダウンコンバータ）の一例としてのミキサ（乗算器）３２と、アナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）３３と、をそなえる。

例示的に、上記のＦＥＴ２４及び送信アンテナ３０を除く要素が、ＦＥＴ２４の入出力信号を比較した結果を基にＦＥＴ２４の歪補償を事前に行なう歪補償装置の一例として用いられる。

ＤＰＤ回路１０は、ＦＥＴ２４への入力信号とＦＥＴ２４からの出力信号とを比較した結果を基に、ＦＥＴ２４で生じる歪の補償をＦＥＴ２４への入力信号に対して行なう。このＤＰＤ回路１０において、ミキサ（歪補償部）１１は、入力信号である送信ベースバンド（ＢＢ）信号に対してＬＵＴ１２から与えられる係数（歪補償係数）を乗じることで、高出力増幅部２９で発生する歪みを予め補償する。なお、前記送信ＢＢ信号は、例えば、Ｉ信号及びＱ信号から成るデジタルの複素信号である。

ＤＡＣ２１は、ミキサ１１にて歪み補償された送信ＢＢ信号（デジタル信号）をアナログ信号に変換する。得られたアナログ信号は、直交変調器２３に入力される。

直交変調器２３は、ＤＡＣ２２から入力されるアナログ信号に、ローカル発振器２２から与えられる周波数信号をミキシングすることにより、前記アナログ信号に対して直交変調と無線周波数（ＲＦ）への周波数変換（アップコンバート）とを施す。得られたＲＦの送信アナログ変調信号は、高出力増幅部２９（ＦＥＴ２４）に入力される。

高出力増幅部２９は、ＦＥＴ２４を用いて、前記送信アナログ変調信号を所定の送信電力に増幅する。ＦＥＴ２４で増幅された信号は、ＭＣ２５に入力される。

ＭＣ２５は、ＦＥＴ２４から送信アンテナ３０に至る信号経路のインピーダンス整合をとるための回路であり、例えば分布定数回路である。分布定数回路は、高周波のＲＦ信号が伝送する場合、導体パターンとなるため、ＲＦ信号の一部が空間に放射されやすい性質をもつ。そのため、ＦＥＴ２４の出力部に位置するＭＣ２５では、他の箇所に比べて空間に放射される高周波（ＲＦ）信号レベルが大きくなりやすい。

アイソレータ２６は、ＦＥＴ２４の出力部の出力インピーダンスを安定化するために、ＦＥＴ２４で増幅された高周波信号がＲＦスイッチ２７で反射してＦＥＴ２４側へ伝搬することを阻止する。このアイソレータ２６がＭＣ２５とＳＷ２７との間に介在することで、ＳＷ２７がＯＦＦ（オープン）状態のときにＦＥＴ２４で増幅された高周波信号がＳＷ２７で反射しても、アイソレータ２６の終端抵抗で終端されて十分減衰する。

そのため、ＲＦスイッチ２７がＯＦＦ状態にある場合でもＦＥＴ２４からみた出力インピーダンスは特性インピーダンスに保たれる。すなわち、ＲＦスイッチ２７がＯＦＦ状態にある場合でも、ＦＥＴ２４は、ＲＦスイッチ２７がＯＮ（クローズ）状態にある時と同等な条件で増幅動作を行なう。そのため、ＭＣ２５からの不要波の放射もＲＦスイッチ２７がＯＮ状態にある時と同等に生じる。

なお、ＦＥＴ２４の出力部の出力インピーダンス安定化には、アイソレータ２６の代わりに、サーキュレータと終端抵抗とを組み合わせたものを適用することも可能である（以降において同様）。

ＲＦスイッチ２７は、アイソレータ２６から入力される信号を、ＯＮ状態のときにカプラ２８へ通過し、ＯＦＦ状態のときに遮断する。このＲＦスイッチ２７は、後述するように、歪み補償のトレーニング段階においてＯＦＦ状態に制御され、歪み補償動作を通常どおり行なう場合にＯＮ状態に制御される。当該制御を行なうスイッチ制御部の図示は図１において省略している。

カプラ２８は、方向性結合器（分岐部）の一例であり、ＲＦスイッチ２７を通過した信号の一部を、ＤＰＤ回路１０へのＦＢ信号経路へ分岐する。分岐した信号は、ミキサ３２へフィードバックされる。分岐されない残りの信号は、送信アンテナ３０から他の無線装置（例えば、無線基地局など）に向けて送信される。

ミキサ３２は、カプラ２８から入力されるフィードバック（ＦＢ）信号に、ローカル発振器３１から与えられる周波数信号を乗算することにより、前記ＦＢ信号の復調（直交検波）を行なう。これにより得られた復調信号（複素信号）は、ＡＤＣ３３に入力される。

ＡＤＣ３３は、ミキサ３２からの復調信号をデジタル信号に変換して、ＤＰＤ回路１０の比較器１４に入力する。

比較器１４は、ミキサ１１に入力される送信ＢＢ信号を参照信号として、ＡＤＣ３３から入力される信号との比較を行ない、信号差分を検出する。得られた信号差分は、演算器１３に入力される。なお、比較器１４での比較対象である前記両信号のタイミングを一致させるための遅延回路がＦＢ系に設けられる場合もある。

演算器１３は、比較器１４により得られた信号差分が最小となるように、least mean square（ＬＭＳ）アルゴリズム等の所定のアルゴリズムを用いて、ＬＵＴ１２における歪補償係数を更新する。

メモリ（誤差信号保存部）１５は、後述する歪み補償のトレーニング段階において演算器１３で得られる誤差ベクトル等の情報を記憶する。前記誤差ベクトルは、例えば、カプラ２８からミキサ３２へフィードバックされる信号に、主にＭＣ２５から空間に放射された不要波が結合することに起因して生じる。演算器１３は、前記トレーニング終了後の歪み補償動作時において、メモリ１５に記憶された情報を基に、ＬＵＴ１２における歪補償係数の補正を行なう。

ＬＵＴ（歪補償係数保持部）１２は、ミキサ１１に与える歪補償係数を保持する。この歪補償係数の保持は、例えばミキサ１１への入力信号（送信ＢＢ信号）の電力値を索引アドレスとすることができる。したがって、送信ＢＢの電力値に対応する索引アドレスの歪補償係数がミキサ１１に与えられる。

ここで、本例のＬＵＴ１２、演算器１３、比較器１４及びメモリ１５は、ＲＦスイッチ２７ＯＦＦ状態にある時にＦＢ信号経路をＤＰＤ回路１０へ伝送するＦＢ信号の測定結果（トレーニング結果）を基に、ＲＦスイッチ２７がＯＮ状態にある時の歪補償量を制御する制御部の一例として用いられる。

上述したＤＰＤ回路１０をそなえた送信部では、高出力増幅部２９（ＦＥＴ２４）の出力信号の一部をカプラ２８で分岐してＤＰＤ回路１０（比較器１４）へフィードバックする。比較器１４では、そのＦＢ信号と高出力増幅部２９への入力信号とを比較して信号差分を検出する。そして、検出した信号差分を最小にする、ＬＵＴ１２における歪補償係数をミキサ１１（ＦＥＴ２４への入力信号）に与えることで、高出力増幅部２９で生じる歪みを予め補償する。

ところで、ＤＡＣ２１から送信アンテナ３０に伝送されるＦＷ系の主信号の一部をＦＢ信号経路に分岐するカプラ２８は、無線装置内の各コンポーネントを効率的に配置するために、図１に例示するように高出力増幅部２９の筐体内に設けられることがある。

この場合に、ＭＣ２５から放射した信号がカプラ２８のＦＢ出力ポートや、カプラ２８で分岐した信号が伝送されるＦＢ信号経路に結合すると、ＦＢ信号に空間放射信号が加算された状態になる。そうすると、ＦＷ系の主信号経路を経て送信アンテナ３０に出力される信号と、ＦＢ信号経路にフィードバックされるＦＢ信号とは異なる信号となる。

すなわち、ＭＣ２５から空間に放射された信号（不要波）が、カプラ２８やＦＢ信号経路に結合した場合、結合後は不要波の振幅は減衰しているが、いったん空間に放射されてＦＢ信号経路とは別経路でＦＢ信号経路に結合する。そのため、ＦＷ信号経路とＦＢ信号経路とでは、通過する信号の振幅や、位相、遅延量（時間）などが必ずしも一致しない。

この状態でＦＢ信号を基に歪補償を行なうと、ＤＰＤ回路１０は、送信アンテナ３０から送信されるＦＷ信号経路の信号ではなく、ＦＢ信号経路の信号に対して歪補償を行なうことになる。したがって、ＦＢ信号の歪みは補償できるが、送信アンテナ３０に入力される信号に対しては放射信号が加算された分が誤差となり、歪補償能力が劣化する場合がある。

例えば、ＤＰＤ回路１０ではＦＢ信号を参照して歪み成分が最小となるように、ＬＵＴ１２からミキサ１１に与える歪補償係数を決定する。その際、歪補償量としてadjacent channel leakage ratio（ＡＣＬＲ、隣接チャネル漏洩電力比）で２０〜３０ｄＢを補償する場合には、ＦＢ信号経路に結合する空間放射信号は、歪補償動作にとっての誤差信号となる。そのため、歪補償量が１〜３ｄＢ程度劣化するおそれがある。

そこで、ＭＣ２５から空間へ放射された信号がＦＢ信号経路に結合しないように、カプラ２８を含めたＦＢ信号経路に対して空間放射信号（不要波）結合防止の処置を施すことがある。例えば、ＭＣ２５とカプラ２８とを筐体内で金属壁により区切って隔離したり、ＭＣ２５やカプラ２８を金属カバーで覆うなどのシールド加工を施したりすることがある。

しかし、このようなシールド加工を施すと、高出力増幅部２９の筐体サイズが大きくなったり、構造が複雑化してコストが増加したりするおそれがある。

そこで、本実施形態においては、上述したようにアイソレータ２６とカプラ２８との間にＲＦスイッチ２７を設け、歪補償のトレーニング段階において当該ＲＦスイッチ２７をＯＦＦ状態にして、ＦＢ信号経路に結合する不要波の信号成分（振幅、位相、遅延時間など）を測定して、誤差ベクトルを取得する。

既述のように、ＲＦスイッチ２７をＯＦＦ状態にしても、ＦＥＴ２４は、ＲＦスイッチ２７がＯＮ状態の時と同等な条件で増幅動作し、ＭＣ２５から不要波も放射される。したがって、ＲＦスイッチ２７がＯＦＦの状態でＤＰＤ回路１０にフィードバックされた信号を測定することで、ＦＢ信号経路に結合した信号（不要波）をモニタすることができる。

そして、トレーニング終了後に通常の歪補償動作を行なう際には、ＲＦスイッチ２７をＯＮ状態とし、測定した誤差ベクトルをＬＵＴ１２の更新処理に反映することにより、歪補償能力の改善を図る。

以下、詳細な動作例について、図２〜図７を併用して説明する。
まず、本例では、歪補償動作前において、トレーニングを２段階に分けて行なう。
第１段階では、ＲＦスイッチ２７をＯＮ状態として、ミキサ３２からのＦＢ信号をＡＤＣ３３でサンプリングし、演算器１３において、ＦＢ信号の振幅、位相、遅延時間等を測定する。このトレーニングによって、アナログ部で発生する振幅、位相、遅延時間等の各ばらつきを補正して歪補償係数の基準を定める。

その際、演算器１３において、送信ＢＢ信号を参照信号とすると、当該参照信号に対してＦＢ信号を測定して誤差補正した後のＬＵＴ１２の歪補償係数は、例えば図２に示すようになり、１＋ｊ０が基準ベクトルとなる。この基準ベクトルは、不要波がＦＢ信号に結合した状態での基準ベクトルである。

第２段階では、ＲＦスイッチ２７をＯＦＦ状態とし（図７の処理１００１）、この状態でミキサ３２から入力される信号をＡＤＣ３３でサンプリングし（図７の処理１００２）、演算器１３において、当該信号の振幅、位相、遅延時間等を測定する。すなわち、ＦＷ信号経路以外からＦＢ信号に結合した信号（不要波）の振幅、位相、遅延量等を測定する。

図１には、例示的に、ＭＣ２５から放射された高周波信号がカプラ２８に結合する様子を点線矢印ａで示している。また、ＭＣ２５から放射された高周波信号がカプラ２８の出力経路であるＦＢ信号経路に結合する様子を点線矢印ｂで示している。これらを不要波の主な要素として、前記振幅、位相、遅延量等の測定を行なう。

ここで、仮に、ＲＦスイッチ２７をＯＮ状態とした場合、図３に示すように、例示的に、ＦＷ信号経路以外の信号（不要波）（ａ＋ｂ：誤差ベクトル）が送信アンテナ３０の入力部（カプラ２８の出力部）の信号（ｃ：ＡＮＴ端信号ベクトル）に加わる。そうすると、両信号ベクトルを加算した信号ベクトルが図３中に符号ｄで示す不要波加算時ベクトルとなる。

したがって、前記誤差ベクトル（ａ＋ｂ）と同じ大きさで逆方向のベクトルが当該誤差ベクトルをキャンセルする誤差補正ベクトル（図３中の符号ｅ参照）となり、この誤差補正ベクトルｅを１＋ｊ０の基準ベクトルに加えれば、不要波の結合分を除いた正しいＡＮＴ端信号ベクトルを復元することが可能となる。

ＤＰＤ回路１０は、本来的に、送信アンテナ３０の入力部の信号を基準に歪補償を行なうことを目的としており、参照信号である送信ＢＢ信号を基準に１＋ｊ０を基準ベクトルとしているため、図３中に示すＡＮＴ端信号ベクトルｃを基準ベクトル１＋ｊ０に合わせるように振幅、位相を調整すればよい。

図４に、ＡＮＴ端信号ベクトルｃを基準ベクトル１＋ｊ０に合わせた結果の一例を示す。この図４には、図３に例示した各ベクトルをθ［deg］だけ時計回りに回転するとともに、ＡＮＴ端信号ベクトルｃが基準ベクトル１＋ｊ０と一致するようにベクトルの振幅比率を保って変化させた例を示している。

したがって、トレーニングの第２段階では、ＲＦスイッチ２７をＯＦＦにした状態で、演算器１３において、ＦＢ経路に結合した不要波の振幅、位相、遅延量を測定し、図５に例示するような信号ベクトル（誤差ベクトル）を得る。得られた誤差ベクトルは、メモリ１５に保存しておく（図７の処理１００３）。

上記トレーニングの第２段階が終了し、通常の歪補償動作を行なう際には、ＲＦスイッチ２７をＯＮ状態とする（図７の処理１００４）。この場合、ＤＰＤ回路１０（演算器１３）には、前記不要波が結合したＦＢ信号（図６の不要波加算時ベクトル）がＡＤＣ３３にてデジタル信号に変換されて入力される（図７の処理１００５）。

演算器１３は、前記不要波加算時ベクトルから、メモリ１５に保存した前記誤差ベクトルを差し引いて、誤差補正ベクトルｅ（図４参照）を求める（図７の処理１００６）。そして、演算器１３は、求めた誤差補正ベクトルｅを基に不要波加算時ベクトルｄ（図４参照）を補正することで、ＡＮＴ端信号ベクトルｃを求める（図７の処理１００７）。

一方、比較器１４では、参照信号（送信ＢＢ信号）とＡＮＴ端信号ベクトルｃとを比較して、差分信号を求める（図７の処理１００８）。この差分信号は、高出力増幅部２９（ＦＥＴ２４）による増幅歪みに起因して生じた誤差信号としてメモリ１５に保持される（図７の処理１００９）。

そして、演算器１３は、前記求めたＡＮＴ端信号ベクトルを基準ベクトル１＋ｊ０に合わせるように歪補償係数を決定し（図７の処理１０１０）、決定した歪補償係数をＬＵＴ１２に格納（反映）する（図７の処理１０１１）。

以上のように、本例によれば、ＦＢ信号経路に不要波が結合した場合でも、ＡＮＴ端信号に対して適切な歪補償を施すことが可能となり、ＡＮＴ端信号に対する歪補償能力の劣化を防ぐことができる。

したがって、高出力増幅部２９内にカプラ２８を設ける場合でも、不要波の結合（クロストーク）防止のために、カプラ２８やＦＢ信号経路を遮蔽するシールド用部品を設ける必要がない。その結果、高出力増幅部２９内にＲＦスイッチ２７を追加した場合でも、高出力増幅部２９の小型化を図ることができ、無線装置の小型化に寄与する。

例えば、携帯電話のような小型の無線装置において、ＤＰＤ回路１０を搭載した場合に超高密度回路内でＦＢ信号経路に不要波が結合するとしても、前記トレーニングにより不要波による誤差ベクトルを補正して、歪補償性能を改善することができる。

携帯電話の場合は、装置サイズの小型化が要求されるため、カプラ２８およびＦＢ信号経路を不要波の結合から保護するためのシールド構造を電話機内に設けることが難しい。よって、上述したようにＲＦスイッチ２７の追加でＦＢ信号に結合する不要波の誤差を補正することは非常に有用である。

また、歪補償能力の改善により高出力増幅部２９の増幅効率も改善されるため、携帯電話の消費電力を削減できる。したがって、携帯電話のバッテリー消費量を削減することができ、携帯電話の使用時間を長くすることができる。

〔２〕第１変形例
前記トレーニングの第２段階を行なう際には、ＲＦスイッチ２７をＯＦＦ状態とするが、その場合、カプラ２８やＦＢ信号経路に結合しうる不要波の信号レベルは、ＦＷ信号経路を伝送する信号レベルに比べて低い。そのため、熱雑音の影響などを受けて不要波の測定を正確に行なえない場合も考えられる。

そこで、例えば図８に示すように、カプラ２８からミキサ３２へ至るＦＢ信号経路に低雑音増幅器（ＬＮＡ）３４を設ける。ＬＮＡ３４は、カプラ２８で分岐されたＦＢ信号を低雑音で所定の信号レベル（例えば、ＲＦスイッチ２７をＯＮにした場合にＦＢ信号経路を伝送される信号レベルと同程度の信号）に増幅してミキサ３２に入力する。これにより、熱雑音の影響を最小限に抑制して、トレーニング時の不要波（誤差ベクトル）の測定精度を向上させることが可能となる。

なお、図８において、既述の符号と同一符号を付した要素は、既述の要素と同一若しくは同様の要素である。

〔３〕第２変形例
図９は、一実施形態の第２変形例に係るＤＰＤ回路を有する無線装置の送信部の構成を示すブロック図である。この図９に示す送信部は、図１に例示した構成に比して、第１変形例で説明したＬＮＡ３４をそなえるとともに、ＦＢ信号経路におけるＬＮＡ３４とミキサ３２との間に、可変減衰器（ＶＡＴＴ）３５をそなえる点が異なる。また、ＤＰＤ回路１０には、ＶＡＴＴ制御部１６と、比較器１４とＡＤＣ３３との間に設けられた乗算器１７と、がそなえられている。なお、この図９において、既述の符号と同一符号を付した要素は、特に断らない限り、既述の要素と同一若しくは同様の要素である。

可変減衰器（可変減衰部）３５は、ＬＮＡ３４の出力信号であるＦＢ信号のレベルを減衰しうる。その減衰量は、ＶＡＴＴ制御部１６によって制御される。この減衰量の制御は、ＲＦスイッチ２７のＯＮ／ＯＦＦに連動して行なうことができる。例えば、ＲＦスイッチ２７がＯＮの時には減衰量を増加してＡＤＣ３３への入力信号レベルを減少し、ＲＦスイッチ２７がＯＦＦの時には前記減衰量を減少してＡＤＣ３３への入力信号レベルを増加する。

空間放射によりＦＢ信号に結合する不要波の信号レベルはＲＦスイッチ２７をＯＮにした時のＦＢ信号レベルよりも低い。そのため、低レベルの信号がＡＤＣ３３に入力されると、ＡＤＣ３３のノイズフロアの影響を受けやすくなるおそれがある。そこで、本例では、トレーニングの第２段階（不要波の測定）においては、可変減衰器３５の減衰量を減らして、ＡＤＣ３３への入力信号レベルを増加する。

例えば、カプラ２８で分岐した主信号と、空間放射により当該主信号に結合した不要波の信号とのレベル比が３０［dB］あると仮定した場合、ＶＡＴＴ制御部１６は、ＲＦスイッチ２７がＯＮの時は可変減衰器３５の減衰量を３０［dB］とし、ＲＦスイッチ２７がＯＦＦで不要波のレベル測定を行なう時には減衰量を０［dB］とする。

これにより、ＲＦスイッチ２７のＯＮ／ＯＦＦに関わらず、ＡＤＣ３３への入力信号レベルを一定にすることができる。すなわち、ＲＦスイッチ２７のＯＦＦ時に可変減衰器３５の減衰量を減らしてＡＤＣ３３への入力信号レベルを増加することで、ＡＤＣ３３のノイズフロアの影響を受けにくくすることができる。したがって、不要波レベル測定時において、ＡＤＣ３３でのアナログ信号からデジタル信号への変換の際にノイズフロアによる誤差が発生することを抑制することができる。

ここで、可変減衰器３５の減衰量を可変にする場合、可変減衰器３５の個体ばらつきによる誤差がＦＢ信号に生じ得るため、可変減衰器３５の減衰量を変化させた場合の、振幅、位相量、遅延量の各変化量に関する理論値を基に誤差補正を行なうことが好ましい。

例えば、減衰量の変化量の差分が、理論値の一例としての振幅差分３０．０［dB］、位相差分０［deg］、遅延量差分０［nsec］に対して、振幅３０．２［dB］、位相０．５［deg］、遅延量０．１［nsec］であったと仮定する。この場合、理論値に対して、振幅誤差０．２［dB］、位相誤差０．５［deg］、遅延誤差０．１［nsec］となるため、歪補償動作時に、これらの誤差を補正してＤＰＤ回路１０を動作させる。

前記変化量の差分測定は、例えば、ＲＦスイッチ２７をＯＮにした状態で可変減衰器３５の減衰量を０［dB］および３０［dB］に可変して、可変前後の振幅、位相、遅延量をそれぞれ測定することで可能である。

乗算器１７は、ＡＤＣ３３の出力信号に、可変減衰器３５の減衰量に応じた係数を乗じて、比較器１４への入力信号レベルを可変減衰器３５によるレベル可変前の信号レベルに調整する機能を果たす。前記係数は、例えばＶＡＴＴ制御部１６から与えられる。例示的に、ＶＡＴＴ制御部１６は、可変減衰器３５の減衰量を３０［dB］とした場合、ＡＤＣ３３の出力信号レベルを１０００倍（３０ｄＢ増加）にする前記係数を乗算器１７に与える。

上述した本例の送信部では、ＲＦスイッチ２７のＯＮ／ＯＦＦに連動して可変減衰器３５の減衰量を増加／減少することで、ＡＤＣ３３への入力信号レベルを可変させて、可変減衰器３５によるレベル可変誤差を予め測定する。また、ＲＦスイッチ２７のＯＦＦ状態において、ＦＢ信号に結合する不要波による誤差信号を測定する。そして、通常の歪補償動作時には、前記不要波に起因する誤差信号と、可変減衰器３５によるレベル可変誤差とを補正して歪補償を行なう。

以下、詳細な動作例について、図１０及び図１１を併用して説明する。
まず、図１０に例示するように、可変減衰器３５の個体ばらつきによる誤差を補正（キャリブレーション）するために、ＲＦスイッチ２７をＯＮ状態とする（図１０の処理１０２１）。また、ＶＡＴＴ制御部１６によって、可変減衰器３５の減衰量を０［dB］に設定する（処理１０２２）。なお、前記キャリブレーションは、ＲＦスイッチ２７をＯＦＦ状態にして行なうことも不可能ではないが、精度良いキャリブレーションを行なうには、ＲＦスイッチ２７をＯＮ状態にして行なう方が好ましい（以降において同様）。

この状態で、演算器１３には、ＡＤＣ３３によってデジタル信号に変換されたミキサ３２の出力信号であるＦＢ信号＃１が比較器１４を経由して受信される（処理１０２３）。演算器１３は、当該ＦＢ信号＃１の振幅、位相、遅延量を測定する（処理１０２４）。

次いで、ＶＡＴＴ制御部１６は、可変減衰器３５の減衰量を３０［dB］に設定し（図１０の処理１０２５）、その状態でＡＤＣ３３を経由して比較器１４から入力されるＦＢ信号＃２の振幅、位相、遅延量を測定する（処理１０２６）。

そして、演算器１３は、測定したＦＢ信号＃１及びＦＢ信号＃２の振幅、位相、遅延量の各差分を求め、それぞれについての理論値に対する差分を求める（処理１０２７）。得られた差分は、例えばメモリ１５に保存される。

次いで、ＦＢ信号経路に結合する不要波の測定（トレーニング）を行なうために、ＶＡＴＴ制御部１６は、可変減衰器３５の減衰量を０［dB］に設定する（処理１０２８）。また、ＲＦスイッチ２７をＯＦＦ状態とする（処理１０２９）。

この状態で、演算器１３は、ＡＤＣ３３を経由して比較器１４から入力されるＦＢ信号（不要波）の振幅、位相、遅延量を測定し（処理１０３０）、図１１に例示するように、その測定結果に前記理論値に対する差分を加えて誤差ベクトルを求める。得られた誤差ベクトルは、メモリ１５に保存する（処理１０３１）。

その後、通常の歪補償動作を行なう際には、ＶＡＴＴ制御部１６により可変減衰器３５の減衰量を３０［dB］に設定するとともに、ＲＦスイッチ２７をＯＮ状態とする（処理１０３２及び１０３３）。また、ＶＡＴＴ制御部１６は、ＡＤＣ３３の出力信号レベルを前記減衰量に応じて増加（例えば、１０００倍）する係数を乗算器１７に与える。

これにより、ＡＤＣ３３の出力信号である前記不要波の結合したＦＢ信号（例えば図６に例示した不要波加算時ベクトル）は、乗算器１７にて１０００倍されて可変減衰器３５で減衰される前のレベルに調整される（処理１０３４及び１０３５）。

演算器１３は、前記不要波加算時ベクトルから、メモリ１５に保存した前記誤差ベクトルを差し引いて、誤差補正ベクトルｅ（例えば図４参照）を求める（処理１０３６）。そして、演算器１３は、求めた誤差補正ベクトルｅを基に不要波加算時ベクトルｄを補正することで、ＡＮＴ端信号ベクトルｃ（例えば図４参照）を求める（処理１０３７）。

一方、比較器１４では、参照信号（送信ＢＢ信号）とＡＮＴ端信号ベクトルｃとを比較して、差分信号を求める（処理１０３８）。この差分信号は、高出力増幅部２９（ＦＥＴ２４）による増幅歪みに起因して生じた誤差信号としてメモリ１５に保持される（処理１０３９）。

そして、演算器１３は、前記求めたＡＮＴ端信号ベクトルｃを基準ベクトル１＋ｊ０に合わせるように歪補償係数を決定し（処理１０４０）、決定した歪補償係数をＬＵＴ１２に格納（反映）する（処理１０４１）。

以上のように、本例によれば、不要波の測定（トレーニング）時（ＲＦスイッチ２７のＯＦＦ時）において、可変減衰器３５の減衰量を減らしてＡＤＣ３３への入力信号レベルを増加するから、ＡＤＣ３３のノイズフロアによる測定誤差の発生を抑制することができる。また、可変減衰器３５の減衰量を可変した際の可変減衰器３５の振幅、位相、遅延量のばらつき（レベル可変誤差）を事前に補正することもできる。したがって、既述の実施形態及び第１変形例と同等の効果ないし利点が得られるほか、歪補償能力をさらに向上させることが可能となる。

〔４〕第３変形例
図１２は、一実施形態の第３変形例に係るＤＰＤ回路を有する無線装置の送信部の構成を示すブロック図である。この図１２に示す送信部は、第２変形例（図９）に例示した構成において、可変減衰器３５と同等の減衰量の可変幅を有する可変減衰部を、複数（例えば２つ）の可変減衰器３５−１，３５−２を用いて実現した構成に相当する。

すなわち、既述のようにＦＢ信号レベルを３０［dB］の幅で可変するとＡＤＣ３３のノイズフロアによる測定誤差が発生するおそれがある場合に、減衰量の可変幅をＡＤＣ３３のフロアノイズによる測定誤差が発生しない（あるいは無視できる）可変範囲に分割する。個々の可変減衰器３５−１，３５−２の減衰量は、ＶＡＴＴ制御部１６によって制御される。

なお、図１２において、既述の符号と同一符号を付した要素は、特に断らない限り、既述の要素と同一若しくは同様の要素である。

例えば、可変減衰器３５−１及び３５−２の減衰量をそれぞれ増加した時の減衰量の合計の変化分理論値を振幅３０．０［dB］、位相０［deg］、遅延量０［nsec］と仮定する。また、可変減衰器３５−１の減衰量のみを増加した時の誤差測定結果が振幅１５．２［dB］、位相０．３［deg］、遅延量０．２［nsec］であり、可変減衰器３５−２の減衰量のみを増加した時の誤差測定結果が振幅１５．３［dB］、位相０．４［deg］、遅延量０．３［nsec］であったとする。

この場合、誤差の合計として、振幅誤差は３０．０［dB］−（１５．２＋１５．３）［dB］=−０．５［dB］、位相誤差は０［deg］−（０．３＋０．４）［deg］＝−０．７［deg］、遅延誤差は０［nsec］−（０．２＋０．３）［nsec］＝−０．５［nsec］となる。

この誤差分を歪補償動作時に補正することで、第２変形例と同様に、ＡＤＣ３３のフロアノイズによる測定誤差を無くすことができ、また、減衰量可変時に発生し得る可変減衰器３５−１，３５−２のばらつきの誤差（レベル可変誤差）を除去することができる。

すなわち、上述した本例の送信部では、可変減衰幅の合計が所定の減衰幅（例えば３０［dB］）となる複数の可変減衰器３５−１，３５−２を可変減衰部の一例としてそなえ、減衰量可変時の誤差を可変減衰器３５−１，３５−２のそれぞれについて測定する。そして、通常の歪補償動作時（ＲＦスイッチ２７のＯＮ時）には、ＲＦスイッチ２７をＯＦＦにして測定した不要波によるＦＢ信号の誤差信号と、前記減衰量可変時の誤差の合計と、をそれぞれ補正して歪補償を行なう。

以下、詳細な動作例について、図１３及び図１４を併用して説明する。
まず、図１３に例示するように、可変減衰器３５−１，３５−２の個体ばらつきによる誤差を補正するために、ＲＦスイッチ２７をＯＮ状態とする（処理１０５１）とともに、ＶＡＴＴ制御部１６によって、可変減衰器３５−１，３５−２の減衰量をそれぞれ０［dB］に設定する（処理１０５２）。

この状態で、演算器１３には、ＡＤＣ３３によってデジタル信号に変換されたミキサ３２の出力信号であるＦＢ信号＃１が比較器１４を経由して受信される。演算器１３は、当該ＦＢ信号＃１の振幅、位相、遅延量を測定する（処理１０５３）。

次いで、ＶＡＴＴ制御部１６は、可変減衰器３５−１の減衰量を１５［dB］、可変減衰器３５−２の減衰量を０［dB］に設定し（処理１０５４）、その状態でＡＤＣ３３を経由して比較器１４から入力されるＦＢ信号＃２の振幅、位相、遅延量を測定する（処理１０５５）。

さらに、ＶＡＴＴ制御部１６は、可変減衰器３５−１の減衰量を０［dB］、可変減衰器３５−２の減衰量を１５［dB］に設定し（処理１０５６）、その状態でＡＤＣ３３を経由して比較器１４から入力されるＦＢ信号＃３の振幅、位相、遅延量を測定する（処理１０５７）。
そして、演算器１３は、測定したＦＢ信号＃１及びＦＢ信号＃２の振幅、位相、遅延量の理論値に対する差分＃１と、測定したＦＢ信号＃１及びＦＢ信号＃３の振幅、位相、遅延量の理論値に対する差分＃２とをそれぞれ求める（処理１０５８及び１０５９）。
さらに、演算器１３は、求めた差分＃１，＃２を合計して差分＃３を求める（処理１０６０）。得られた差分は、例えばメモリ１５に保存される。

次いで、ＦＢ信号経路に結合する不要波の測定（トレーニング）を行なうために、ＶＡＴＴ制御部１６は、可変減衰器３５−１，３５−２の減衰量をそれぞれ０［dB］に設定する（処理１０６１）。また、ＲＦスイッチ２７をＯＦＦ状態とする（処理１０６２）。

この状態で、演算器１３は、ＡＤＣ３３を経由して比較器１４から入力されるＦＢ信号（不要波）の振幅、位相、遅延量を測定し（処理１０６３）、その測定結果に前記理論値に対する差分＃３を加えて誤差ベクトルを求める。得られた誤差ベクトルは、メモリ１５に保存する（処理１０６４）。

その後、通常の歪補償動作を行なう際には、ＶＡＴＴ制御部１６により可変減衰器３５−１，３５−２の減衰量をそれぞれ１５［dB］に設定するとともに、ＲＦスイッチ２７をＯＮ状態とする（処理１０６５及び１０６６）。また、ＶＡＴＴ制御部１６は、ＡＤＣ３３の出力信号レベルを前記減衰量に応じて増加（例えば、１０００倍）する係数を乗算器１７に与える。

これにより、図１４に例示するように、ＡＤＣ３３の出力信号である前記不要波の結合したＦＢ信号（例えば図６に例示した不要波加算時ベクトル）は、乗算器１７にて１０００倍されて可変減衰器３５で減衰される前のレベルに調整される（処理１０６７及び１０６８）。

演算器１３は、前記不要波加算時ベクトルから、メモリ１５に保存した前記誤差ベクトルを差し引いて、誤差補正ベクトルｅ（例えば図４参照）を求める（処理１０６９）。そして、演算器１３は、求めた誤差補正ベクトルｅを基に不要波加算時ベクトルｄを補正することで、ＡＮＴ端信号ベクトルｃ（例えば図４参照）を求める（処理１０７０）。

一方、比較器１４では、参照信号（送信ＢＢ信号）とＡＮＴ端信号ベクトルｃとを比較して、差分信号を求める（処理１０７１）。この差分信号は、高出力増幅部２９（ＦＥＴ２４）による増幅歪みに起因して生じた誤差信号としてメモリ１５に保持される（処理１０７２）。

そして、演算器１３は、前記求めたＡＮＴ端信号ベクトルｃを基準ベクトル１＋ｊ０に合わせるように歪補償係数を決定し（処理１０７３）、決定した歪補償係数をＬＵＴ１２に格納（反映）する（処理１０７４）。

以上のように、本例によれば、ＦＢ信号のレベル可変量を複数の可変減衰器３５−１，３５−２に分担させるから、個々の可変減衰器３５−１，３５−２の減衰量の可変幅を小さくすることができる。したがって、不要波によるＦＢ信号の誤差信号測定時（ＲＦスイッチ２７のＯＦＦ時）において、ＡＤＣ３３のノイズフロアの影響が無い（あるいは無視できる）範囲でＦＢ信号のレベルを可変（増加）することが可能となる。

また、減衰量可変時にＦＢ信号に生じ得る誤差を可変減衰器３５−１，３５−２のそれぞれについて予め測定する。そして、通常の歪補償動作時（ＲＦスイッチ２７のＯＮ時）には、ＲＦスイッチ２７をＯＦＦにして測定した不要波によるＦＢ信号の誤差信号と、前記減衰量可変時の誤差の合計と、をそれぞれ補正して歪補償を行なう。

したがって、既述の第２変形例と同様の効果ないし利点が得られるほか、歪補償能力をさらに向上させることが可能となる。

以上の実施形態及び各変形例に関し、さらに以下の付記を開示する。

〔５〕付記
（付記１）
増幅器への入力信号と前記増幅器からの出力信号とを比較した結果を基に、前記増幅器で生じる歪の補償を前記入力信号に対して行なう歪補償部と、
前記出力信号の一部を、前記歪補償部への信号経路へ分岐する分岐部と、
前記出力信号を遮断又は前記分岐部へ通過するスイッチと、
前記スイッチが遮断状態にある時に前記信号経路を前記歪補償部へ伝送する信号の測定結果を基に、前記スイッチが通過状態にある時の前記歪の補償量を制御する制御部と、
をそなえたことを特徴とする、歪補償装置。

（付記２）
前記増幅器と前記スイッチとの間に、前記増幅器への反射信号の伝搬を阻止するアイソレータが設けられた、ことを特徴とする、付記１記載の歪補償装置。

（付記３）
前記信号経路に、低雑音増幅器が設けられた、ことを特徴とする、付記１又は２に記載の歪補償装置。

（付記４）
前記信号経路に、前記スイッチの通過又は遮断状態に連動して、前記信号経路を伝送する信号のレベルを所定の減衰幅で可変し得る可変減衰部が設けられるとともに、
前記制御部は、
前記可変減衰部による前記レベルの可変に伴って前記信号経路を伝送する信号に生じ得る誤差を予め測定し、当該測定の結果を基に前記補償量の補正を行なう、
ことを特徴とする、付記１〜３のいずれか１項に記載の歪補償装置。

（付記５）
前記可変減衰部は、
可変減衰幅の合計が前記減衰幅となる複数の可変減衰器をそなえ、
前記制御部は、
前記誤差の測定を前記可変減衰器のそれぞれについて行ない、測定した各誤差の合計を基に前記補正を行なう、
ことを特徴とする、付記４記載の歪補償装置。

（付記６）
増幅器への入力信号と前記増幅器からの出力信号とを比較した結果を基に、前記増幅器で生じる歪の補償を前記入力信号に対して行なう歪補償部と、前記出力信号の一部を、前記歪補償部への信号経路へ分岐する分岐部と、をそなえた装置における歪補償方法であって、
前記出力信号を前記分岐部へ通過しない遮断状態において前記信号経路を前記歪補償部へ伝送する信号を測定し、
前記測定の結果を基に、前記出力信号を前記分岐部へ通過する状態において前記歪の補償量を制御する、
ことを特徴とする、歪補償方法。

（付記７）
前記信号経路に、前記スイッチの通過又は遮断状態に連動して、前記信号経路を伝送する信号のレベルを所定の減衰幅で可変し得る可変減衰部が設けられるとともに、
前記制御は、
前記可変減衰部による前記レベルの可変に伴って前記信号経路を伝送する信号に生じ得る誤差を予め測定し、当該測定の結果を基に前記補償量を補正する処理を含む、
ことを特徴とする、付記６記載の歪補償方法。

（付記８）
前記可変減衰部は、
可変減衰幅の合計が前記減衰幅となる複数の可変減衰器をそなえ、
前記制御は、
前記誤差の測定を前記可変減衰器のそれぞれについて行ない、測定した各誤差の合計を基に前記補正を行なうことを含む、
ことを特徴とする、付記７記載の歪補償方法。

一実施形態に係るＤＰＤ回路を有する無線装置の送信部の構成を示すブロック図である。 図１に例示するＬＵＴの係数の基準ベクトル例を示すベクトル図である。 図１に例示するＦＢ信号経路に不要波が結合した場合の信号ベクトル例を示すベクトル図である。 図１に例示するスイッチをＯＦＦにした場合の信号ベクトル例を示すベクトル図である。 図１に例示するスイッチをＯＦＦにして測定する不要波による誤差ベクトル例を示すベクトル図である。 図１に例示するスイッチをＯＮにした時の不要波加算時ベクトル例を示すベクトル図である。 図１に例示する送信部の歪補償動作を説明するフローチャートである。 図１に例示する送信部の第１変形例を示すブロック図である。 図１に例示する送信部の第２変形例を示すブロック図である。 図９に例示する送信部の歪補償動作を説明するフローチャートである。 図９に例示する送信部の歪補償動作を説明するフローチャートである。 図１に例示する送信部の第３変形例を示すブロック図である。 図１２に例示する送信部の歪補償動作を説明するフローチャートである。 図１２に例示する送信部の歪補償動作を説明するフローチャートである。

符号の説明

１０ ＤＰＤ回路（歪補償部）
１１ ミキサ（乗算器、歪補償部）
１２ ルックアップテーブル（ＬＵＴ、歪補償係数保持部）
１３ 演算器（制御部）
１４ 比較器（減算器）
１５ メモリ（誤差信号保存部）
２１ デジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ）
２２ ローカル発振器（ＬＯ）
２３ 直交変調器（ＭＯＤ）
２４ 電解効果トランジスタ（ＦＥＴ）
２５ マッチング回路（ＭＣ）
２６ アイソレータ（ＩＳＯ）
２７ ＲＦスイッチ（ＳＷ）
２８ カプラ（方向性結合器、分岐部）
２９ 高出力増幅部（ＰＡ）
３０ 送信アンテナ（ＡＮＴ）
３１ ローカル発振器
３２ ミキサ（乗算器）
３３ アナログ−デジタル変換器（ＤＡＣ）
３４ 低雑音増幅器（ＬＮＡ）
３５，３５−１，３５−２ 可変減衰器（ＶＡＴＴ）

Claims (6)

1. 増幅器への入力信号と前記増幅器からの出力信号とを比較した結果を基に前記増幅器で生じる歪の補償を前記入力信号に対して行なう歪補償部と、
   前記出力信号の一部を、前記歪補償部への信号経路へ分岐する分岐部と、
   前記出力信号を遮断又は前記分岐部へ通過するスイッチと、
   前記スイッチが遮断状態にある時に前記信号経路を前記歪補償部へ伝送する信号の測定結果を基に、前記スイッチが通過状態にある時の前記歪の補償量を制御する制御部と、
   をそなえたことを特徴とする、歪補償装置。
2. 前記増幅器と前記スイッチとの間に、前記増幅器への反射信号の伝搬を阻止するアイソレータが設けられた、ことを特徴とする、請求項１記載の歪補償装置。
3. 前記信号経路に、低雑音増幅器が設けられた、ことを特徴とする、請求項１又は２に記載の歪補償装置。
4. 前記信号経路に、前記スイッチの通過又は遮断状態に連動して、前記信号経路を伝送する信号のレベルを所定の減衰幅で可変し得る可変減衰部が設けられるとともに、
   前記制御部は、
   前記可変減衰部による前記レベルの可変に伴って前記信号経路を伝送する信号に生じ得る誤差を予め測定し、当該測定の結果を基に前記補償量の補正を行なう、
   ことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の歪補償装置。
5. 前記可変減衰部は、
   可変減衰幅の合計が前記減衰幅となる複数の可変減衰器をそなえ、
   前記制御部は、
   前記誤差の測定を前記可変減衰器のそれぞれについて行ない、測定した各誤差の合計を基に前記補正を行なう、
   ことを特徴とする、請求項４記載の歪補償装置。
6. 増幅器への入力信号と前記増幅器からの出力信号とを比較した結果を基に前記増幅器で生じる歪の補償を前記入力信号に対して行なう歪補償部と、前記出力信号の一部を、前記歪補償部への信号経路へ分岐する分岐部と、をそなえた装置における歪補償方法であって、
   前記出力信号を前記分岐部へ通過しない遮断状態において前記信号経路を前記歪補償部へ伝送する信号を測定し、
   前記測定の結果を基に、前記出力信号を前記分岐部へ通過する状態において前記歪の補償量を制御する、
   ことを特徴とする、歪補償方法。

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