JP2010103834A

JP2010103834A - 歪補償装置

Info

Publication number: JP2010103834A
Application number: JP2008274381A
Authority: JP
Inventors: Yasuhide Tanaka; 康英田中; Takuya Funayama; 拓也舩山
Original assignee: Japan Radio Co Ltd
Current assignee: Japan Radio Co Ltd
Priority date: 2008-10-24
Filing date: 2008-10-24
Publication date: 2010-05-06

Abstract

【課題】本発明は、ＤＰＤループとＡＧＣループの２重ループ下においても、安定動作する歪補償装置の提供を目的とする。
【解決手段】本発明に係る歪補償装置は、増幅回路１１の非線形歪を補償する歪補償装置において、増幅回路１１の前段に接続され、入力信号電力に応じて歪補償量の値が規定された参照テーブルに基づき歪補償を行う歪補償回路１２と、入力信号と増幅回路１１からのフィードバック信号との歪量を検出する歪検出回路１３と、歪検出回路１３の検出する歪量を減少させる歪補償量の値に改めた更新テーブルを作成し、歪補償回路１２、増幅回路１１及び歪検出回路１３を含むループのゲインが１となるような正規化補償値で更新テーブルの歪補償量の値を正規化して、参照テーブルと置換する歪補償量修正回路１４と、を備え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に係り、特に、増幅器で発生する歪みを補償するためのＤＰＤ（ＤｉｇｉｔａｌＰｒｅＤｉｓｔｏｒｔｉｏｎ）を利用する歪補償装置に関する。

増幅回路からの出力の一部をフィードバックして、そのフィードバック信号と送信理想信号との誤差を増幅回路の非線形歪量として歪の逆特性を求める歪補償装置において、アナログ系各部のゲイン偏差が大きい場合、以下の問題がある。
まず、ＤＰＤループ内にゲイン誤差が生じるため、増幅回路からの出力電力に変動が生じる問題である。
次に、増幅回路誤差又は増幅回路出力を固定的に調整しようとすると、Ｄ／ＡのダイナミックレンジとＤＰＤループ内の精度の両立が要求されるため、設計が困難となる問題である。

これらの問題に対しては、ＤＰＤループ内にＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ−Ｇａｉｎ−Ｃｏｎｔｒｏｌ）ループを実装することが効果的である。図４に、従来の歪補償装置の一例を示す。従来の歪補償装置では、ＤＰＤループ１０１内にＡＧＣループ１０２の実装、ＡＬＣによるＩ／Ｑアンバランス制御が提案されている（例えば、特許文献１及び２参照。）。しかし、従来の歪補償装置では、２重ループの不安定性については言及されていない。
特許３５６０３９８号特開２００４−１７２９１３号公報

ＤＰＤはゲイン調整効果があるため、ＤＰＤループとＡＧＣループの２重ループとなる従来の歪補償装置では動作が不安定となる。

そこで、ＤＰＤループとＡＧＣループの２重ループ下においても、安定動作する歪補償装置の提供を目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る歪補償装置は、ＤＰＤループのゲインが１となるよう、ＤＰＤループで使用する参照テーブルを正規化することを特徴とする。

具体的には、本発明に係る歪補償装置は、増幅回路の非線形歪を補償する歪補償装置において、前記増幅回路の前段に接続され、入力信号電力に応じて歪補償量の値が規定された参照テーブルに基づき歪補償を行う歪補償回路と、前記入力信号と前記増幅回路からのフィードバック信号との歪量を検出する歪検出回路と、前記歪検出回路の検出する歪量を減少させる歪補償量の値に改めた更新テーブルを作成し、前記歪補償回路、前記増幅回路及び前記歪検出回路を含むループのゲインが１となるような正規化補償値で前記更新テーブルの歪補償量の値を正規化して、前記参照テーブルと置換する歪補償量修正回路と、を備えることを特徴とする。

歪検出回路、歪補償量修正回路及び歪補償回路を備え、ＤＰＤループを構築する。ここで、歪補償量修正回路がＤＰＤループのゲインを１にするような正規化補償値で更新テーブルの歪補償量の値を正規化するので、ＤＰＤループとＡＧＣループの２重ループ下においても安定動作させることができる。

本発明に係る歪補償装置では、前記正規化補償値は、前記更新テーブルに規定されている歪補償量の正規化補償値のうち、予め定められた入力信号電力に対応する歪補償量の正規化補償値であることが好ましい。このとき、予め定められた入力信号電力に対応する歪補償量の正規化補償値は、予め定められた入力信号電力に対応する歪補償量の値とすることができる。
各入力信号電力に応じた歪補償量の値に対して、共通の正規化補償値で更新テーブルの歪補償量の値を正規化する。これにより、正規化における算出処理の負荷を小さくすることができる。

本発明に係る歪補償装置では、前記予め定められた入力信号電力は、前記参照テーブルに規定されている入力信号電力のうちの平均電力付近の入力信号電力であることが好ましい。
入力信号電力が小さい場合は歪量が小さく、入力信号電力が大きい場合は歪量が大きいという傾向がある。そのため、平均電力付近での入力信号電力に対応する正規化補償値を用いることで、小さな算出処理の負荷で更新テーブルの歪補償量の値を平均的な正規化補償値で正規化することができる。

本発明に係る歪補償装置では、前記歪補償量修正回路は、予め定められた時間内に出現した入力信号電力に対応する歪補償量の値を選択的に正規化することが好ましい。
変更する必要のない歪補償量の値を正規化する処理を省略することができる。歪補償量の変動が減るため、ＤＰＤループを安定させることができる。

本発明によれば、ＤＰＤループとＡＧＣループの２重ループ下においても、安定動作する歪補償装置を提供することができる。

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構成概略図である。本実施形態に係る歪補償装置は、増幅回路１１と、歪補償回路１２と、歪検出回路１３と、歪補償量修正回路１４と、を備え、増幅回路１１の非線形歪を補償する。

本実施形態に係る歪補償装置では、ＤＰＤループが形成されている。ＤＰＤループは、歪補償回路１２、増幅回路１１、歪検出回路１３、歪補償量修正回路１４を含む。歪検出回路１３は、歪補償回路１２への入力信号と増幅回路１１からのフィードバック信号との歪量を検出する。歪補償量修正回路１４は、歪検出回路１３の検出する歪量を減少させる歪補償量の値に改めた更新テーブルを作成し、参照テーブルと置換する。歪補償回路１２は、増幅回路１１の前段に接続され、入力信号電力に応じて歪補償量の値が規定された参照テーブルに基づき歪補償を行う。増幅回路１１は、歪補償回路１２によって参照テーブルでプリディストーションを付加された入力信号を増幅して出力する。

本実施形態に係る歪補償装置では、２つのＡＧＣループが形成されている。第１のＡＧＣループは、検出回路３１、ＡＴＴ回路３２、増幅回路１１を含む。第２のＡＧＣループは、検出回路３４と、ＡＴＴ回路３３を含む。検出回路３１は、増幅回路１１からの出力電力を検出する。ＡＴＴ回路３２は、検出回路３１の検出する電力に応じて増幅回路１１への入力信号の電力を調節する。検出回路３４は、ＡＴＴ回路３３からの出力電力を検出する。ＡＴＴ回路３３は、検出回路３４からの指示に応じた電力に調節したフィードバック信号を出力する。

上記のように、本実施形態に係る歪補償装置では、ＤＰＤループ及びＡＧＣループの２重ループが形成されている。そこで、歪補償装置の安定動作のため、歪補償量修正回路１４は、更新テーブルを参照テーブルと置換する際に、ＤＰＤループのゲインが１となるような正規化補償値で更新テーブルの歪補償量の値を正規化する。

具体的には、歪補償量修正回路１４は、参照テーブル格納部２１と、更新テーブル作成部２２と、正規化算出部２３を備える。参照テーブル格納部２１は、参照テーブルを格納する。この参照テーブルは、歪補償回路１２による歪補償量の値の参照先となる。更新テーブル作成部２２は、歪検出回路１３の検出する歪量を減少させる歪補償量の値に改めた更新テーブルを作成する。例えば、歪検出回路１３に入力されたフィードバック信号と入力信号から、フィードバック信号の歪みの逆特性を求める。正規化算出部２３は、ＤＰＤループのゲインが１となるような正規化補償値で更新テーブルの歪補償量の値を正規化する処理をし、参照テーブルを正規化後の更新テーブルに更新する。正規化する処理において、正規化する入力信号電力のアドレスを変更可能にする機能、正規化補償値を変える機能についてもＤＰＤ動作点の最適化をする意味で効果的である。

図２は、各テーブルの一例であり、（ａ）は参照テーブル、（ｂ）は更新テーブル、（ｃ）は正規化補償値で正規化された更新テーブルを示す。各テーブルとも、左列は入力信号電力に対応するアドレスを示し、右列は歪補償量の値を示す。アドレスｍに対応する歪補償量の値は、参照テーブルではＷ_ｍ（ｎ）、更新テーブルではＷ_ｍ（ｎ＋１）となっている。このとき、正規化のための処理負荷を減らすため、正規化補償値は、更新テーブルに規定されている歪補償量の正規化補償値のうち、予め定められた入力信号電力となるアドレスｍに対応する歪補償量の正規化補償値であることが好ましい。このとき、アドレスｍに対応する正規化補償値は、入力信号電力となるアドレスｍに対応する歪補償量の値Ｗ_ｍ（ｎ＋１）とすることができる。また、予め定められた入力信号電力となるアドレスｍは、予め定めていてもよいし、更新テーブルに規定されている歪補償量の値から算出してもよい。例えば、アドレスｍは、参照テーブルに規定されている入力信号電力に対応するアドレス０からｘのうちの平均電力付近の入力信号電力に対応するアドレスｍであることが好ましい。アドレスｍが平均電力付近であることで、平均的な正規化補償値にて正規化することができる。したがって、正規化補償値は、平均電力付近の入力信号電力に対応する歪補償量の値Ｗ_ｍ（ｎ＋１）であることが好ましい。

図２（ｃ）では、各入力信号電力について正規化しているが、これに限定されない。例えば、安定動作のため、フィードバック信号の歪みの逆特性を求める際に出現しなかった入力信号電力のアドレスに対しては、正規化処理を行わないことが好ましい。そこで、歪補償量修正回路１４は、予め定められた時間内に出現した入力信号電力に対応する歪補償量の値を選択的に正規化することが好ましい。予め定められた時間内は、任意に設定可能であるが、参照テーブルの更新が一定時間ごとに行われる場合は当該一定時間とすることができる。

正規化算出部２３は、回路の簡略化のため、除算を排除した処理を行うことが好ましい。そこで、正規化算出部２３は、入力された数値の逆数を出力する逆数ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）を用い、各入力信号電力の歪補償量の値に、歪補償量の値の逆数を乗算することが好ましい。

図３に、正規化算出部の詳細な一例を示す。正規化算出部２３は、選択部４１と、算出部４２と、レジスタ４３と、正規化カウンタ４４と、スイッチ４５と、乗算器４６と、を備える。選択部４１に入力信号電力に応じた正規化アドレスｍが入力されると、選択部４１は、正規化前の更新テーブルから正規化アドレスｍに対応する歪補償量ｕ_ｍ（ｎ）の値を選択して算出部４２に出力する。算出部４２は、歪補償量の値の逆数を算出する。乗算器４６は、算出部４２の算出した歪補償量の値ｕ_ｍ（ｎ）の逆数を、正規化前の更新テーブルに規定されている各入力信号電力に対応する歪補償量の値ｕ_０（ｎ）・・・ｕ_３１（ｎ）にそれぞれ乗算する。ここで、図３では入力信号電力のアドレスを０から３１までとしているが、入力信号電力のアドレスは１から始まってもよいし、任意の数のアドレスで終わってもよい。

算出部４２は、正規化アドレスｍに対応する歪補償量の値ｕ_ｍ（ｎ）、ステップサイズμ_３、漸近値ｇ（ｊ）が入力され、次式で表される算出を行った後、算出後の漸近値ｇ（ｊ＋１）をレジスタ４３に出力する。漸近値ｇ（ｊ）の初期値は、例えば１である。レジスタ４３は、入力された最新の漸近値ｇ（ｊ＋１）を記憶するとともにスイッチ４５に出力する。

一方、正規化カウンタ４４は、更新周期Ｓ_２が入力され、更新周期Ｓ_２をカウントする。正規化カウンタ４４は、更新周期Ｓ_２となるまでスイッチ４５を算出部４２に接続する。このとき、スイッチ４５は、レジスタ４３からの漸近値ｇ（ｊ＋１）を、漸近値ｇ（ｊ）として算出部４２に出力する。このように、算出部４２は、漸近値ｇ（ｊ＋１）を繰り返し算出することで、歪補償量の値の逆数を算出することができる。

正規化カウンタ４４は、更新周期Ｓ_２になると、スイッチ４５を乗算器４６に接続する。スイッチ４５は、レジスタ４３に記憶されている最新の漸近値ｇ（ｊ＋１）を乗算器４６に出力する。乗算器４６は、正規化前の更新テーブルに規定されている各入力信号電力に対応する歪補償量の値ｕ_０（ｎ）・・・ｕ_３１（ｎ）に、最新の漸近値ｇ（ｊ＋１）を乗算する。これによって、正規化算出部２３は、正規化した更新テーブルの歪補償量の値Ｗ_０（ｎ）・・・Ｗ_３１（ｎ）を、除算処理を行うことなく算出することができる。

本発明は、無線送信装置に利用することができる。

本実施形態に係る歪補償装置の構成概略図である。各テーブルの一例であり、（ａ）は参照テーブル、（ｂ）は更新テーブル、（ｃ）は正規化補償値で正規化された更新テーブルを示す。正規化算出部の詳細な一例を示す。従来の歪補償装置の一例を示す構成概略図である。

符号の説明

１１増幅回路
１２歪補償回路
１３歪検出回路
１４歪補償量修正回路
２１参照テーブル格納部
２２更新テーブル作成部
２３正規化算出部
３１、３４検出回路
３２、３３ＡＴＴ回路
４１選択部
４２算出部
４３レジスタ
４４正規化カウンタ
４５スイッチ
４６乗算器
１０１ＤＰＤループ
１０２ＡＧＣループ

Claims

増幅回路の非線形歪を補償する歪補償装置において、
前記増幅回路の前段に接続され、入力信号電力に応じて歪補償量の値が規定された参照テーブルに基づき歪補償を行う歪補償回路と、
前記入力信号と前記増幅回路からのフィードバック信号との歪量を検出する歪検出回路と、
前記歪検出回路の検出する歪量を減少させる歪補償量の値に改めた更新テーブルを作成し、前記歪補償回路、前記増幅回路及び前記歪検出回路を含むループのゲインが１となるような正規化補償値で前記更新テーブルの歪補償量の値を正規化して、前記参照テーブルと置換する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。
前記正規化補償値は、前記更新テーブルに規定されている歪補償量の正規化補償値のうち、予め定められた入力信号電力に対応する歪補償量の正規化補償値であることを特徴とする請求項１に記載の歪補償装置。
前記正規化補償値は、前記更新テーブルに規定されている歪補償量の値のうち、予め定められた入力信号電力に対応する歪補償量の値であることを特徴とする請求項１に記載の歪補償装置。
前記予め定められた入力信号電力は、前記参照テーブルに規定されている入力信号電力のうちの平均電力付近の入力信号電力であることを特徴とする請求項２又は３に記載の歪補償装置。
前記歪補償量修正回路は、予め定められた時間内に出現した入力信号電力に対応する歪補償量の値を選択的に正規化することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の歪補償装置。