JP2011082730A

JP2011082730A - ディジタル歪補償方法及び回路

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Publication number: JP2011082730A
Application number: JP2009232260A
Authority: JP
Inventors: Hidenori Shikayama; 英則鹿山
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2009-10-06
Filing date: 2009-10-06
Publication date: 2011-04-21
Anticipated expiration: 2029-10-06
Also published as: JP5339083B2

Abstract

【課題】電力増幅器のメモリ効果歪成分を、最小限の回路及び演算量の追加で補償すること。
【解決手段】送信ベースバンド信号の振幅に基づいて歪補償用参照テーブル（ルックアップテーブル；ＬＵＴ）から読み出した歪補償係数を送信ベースバンド信号に乗算するディジタル歪補償回路において、読み出すＬＵＴのアドレスを、送信ベースバンド信号の振幅にＦＩＲ（Finite Impulse Response）フィルタ処理を施して生成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、送信電力増幅器を含む無線送信装置に関し、特に、送信電力増幅器のメモリ効果歪を補償するディジタル歪補償方法及び回路に関する。

移動通信用基地局における送信電力増幅器には、隣接チャネル漏洩電力低減の観点から低非線形歪が要求されている。送信電力増幅器の非線形歪には、「メモリレス非線形歪」と「メモリ効果歪」とがある。メモリレス非線形歪は、送信ベースバンド信号の現在の振幅に依存し、メモリ効果を含まない。一方、メモリ効果歪は、現在と過去両方の振幅に依存する。これらの非線形歪を補償する有効な手段としてディジタル歪補償が用いられている。

ディジタル歪補償におけるメモリレス非線形歪補償では、送信ベースバンド信号に補償係数を乗算した振幅、位相成分が、送信電力増幅器のＡＭ−ＡＭ（Amplitude Modulation-Amplitude Modulation）特性、ＡＭ−ＰＭ（Amplitude Modulation-Phase Modulation）特性の逆特性となるように、送信ベースバンド信号に逆歪を重畳する。

具体的な方法としては、送信電力増幅器のＡＭ−ＡＭ特性、ＡＭ−ＰＭ特性の逆特性を表す補償係数をＬＵＴに保持し、量子化した送信ベースバンド信号の振幅でＬＵＴを参照して補償係数を読み出し送信ベースバンド信号に乗算する方法がある（非特許文献１）。

また、メモリ効果歪補償では、上記メモリレス非線形補償後の信号に対して更にＦＩＲ（Finite Impulse Response）フィルタ処理を行う方法等がある（非特許文献２）。

上記方法をはじめとして、送信電力増幅器の歪補償の高性能化、実現する回路の簡易化という観点から、様々な検討が行われている。

本発明に関連する先行技術文献（特許文献）も種々知られている。

例えば、特許文献１は、入力信号の２乗値を検出して検出値を出力する２乗検出器と、検出値を所定の最小単位時間だけ遅延させて遅延値を出力する遅延回路と、検出値から遅延値を減算して減算結果を出力する減算器と、減算結果をテーブル参照引数として入力して歪補償用複素ベクトルを出力するＬＵＴ（ルックアップテーブル）と、歪補償用複素ベクトルと入力信号とを乗算して乗算結果を出力する乗算器とを備え、乗算結果を増幅部へ出力する、メモリ効果プリディストータを開示している。

また、特許文献２は、振幅レベルを検出し、補償テーブルを用いて、歪補償を行うメモリレスプリディストータと、入力信号を偶数乗算し、遅延させた信号との差信号を用いてメモリ効果を補償するメモリ効果プリディストータとを開示している。また、特許文献２は、メモリレスプリディストータとメモリ効果プリディストータとを並列に用いるプリディストータも開示している。

特開２００５−１０１９０８号公報（図３、［００２７］）特開２００９−１１１９５８号公報（［００８８］、［０１０４］、［０１０６］）

Ｊ．Ｋ．Ｃａｖｅｒｓ，"Ｏｐｔｉｍｕｍｔａｂｌｅｓｐａｃｉｎｇｉｎｐｒｅｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎｇａｍｐｌｉｆｉｅｒｌｉｎｅａｒｌｉｚｅｒｓ"，ＩＥＥＥＴｒａｎｓ．Ｖｅｈ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．，ｖｏｌ．４８，ｎｏ．５，ｐｐ．１６９９−１７０５，Ｓｅｐ．１９９９．ＰａｓｃａｌｅＪａｒｄｉｎａｎｄＧｅｎｅｖｉｅｖｅＢｏｕｄｏｉｎ，"ＦｉｌｔｅｒＬｏｏｋｕｐＴａｂｌｅＭｅｔｈｏｄｆｏｒＰｏｗｅｒＡｍｐｌｉｆｉｅｒＬｉｎｅａｒｌｉｚａｔｉｏｎ"，ＩＥＥＥＴｒａｎｓ．Ｖｅｈ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．，ｖｏｌ．５６，ｎｏ．３，ｐｐ．１０７６−１０８７，Ｍａｙ２００７．

前記のディジタル歪補償を行う場合、メモリレス非線形歪補償のみを適用すると、回路規模が小さくて済む利点がある反面、メモリ効果歪が残留しているために隣接チャネル漏洩電力が大きいという課題がある。また、メモリレス非線形補償に加えてメモリ効果歪補償を適用した場合、隣接チャネル漏洩電力が小さくなる反面、回路規模やＦＩＲフィルタ係数の適応処理演算量が膨大になるという課題がある。

尚、特許文献１は、ＬＵＴを使用したメモリ効果プリディストータを開示しているに過ぎず、あくまでもメモリレス非線形歪の補償回路の後段に配置されるものであることが文献中に明示されている。特許文献２は、補償テーブルを用いて歪補償を行うメモリレスプリディストータと、メモリ効果を補償するメモリ効果プリディストータとを開示しているに過ぎない。

本発明の目的は、最小限の回路及び演算量の追加で、送信電力増幅器のメモリ効果歪成分を補償することができるディジタル歪補償方法および回路を提供することにある。

本発明に係るディジタル歪補償方法は、電力増幅器のメモリ効果歪成分を補償するディジタル歪補償方法であって、送信ベースバンド信号を特徴づける特徴量を検出して、検出値を出力する段階と、検出値に所定のフィルタ処理を施して、フィルタ処理結果を出力する段階と、フィルタ処理結果をアドレスとして、歪補償用参照テーブルから補償係数を読み出す段階と、この読み出した補償係数を送信ベースバンド信号に乗算して、乗算結果を出力する段階と、を含む。

本発明に係るディジタル歪補償回路は、電力増幅器のメモリ効果歪成分を補償するディジタル歪補償回路であって、送信ベースバンド信号を特徴づける特徴量を検出して、検出値を出力する検出手段と、検出値に所定のフィルタ処理を施して、フィルタ処理結果を出力するフィルタリング手段と、フィルタ処理結果をアドレスとして、歪補償用参照テーブルから補償係数を読み出す係数読出し手段と、この読み出した補償係数を送信ベースバンド信号に乗算して、乗算結果を出力する乗算手段と、を備える。

本発明のディジタル歪補償方法によれば、最小限の回路追加及び演算量追加によりメモリ効果歪成分を抑圧することが実現でき、隣接チャネル漏洩電力を軽減することができる。

本発明の第１の実施形態に係るディジタル歪補償回路を含む無線送信装置の一構成例を示すブロック図である。図１に示したディジタル歪補償回路の振幅ＦＩＲフィルタリング回路の一構成例を示すブロック図である。従来のメモリレス非線形補償後のＡＭ−ＡＭ特性（振幅誤差）である。従来のメモリレス非線形補償後のＡＭ−ＰＭ特性（位相誤差）である。本実施形態における補償後のＡＭ−ＡＭ特性（振幅誤差）である。本実施形態における補償後のＡＭ−ＰＭ特性（位相誤差）である。本発明の第２の実施形態に係るディジタル歪補償回路を含む無線送信装置の一構成例を示すブロック図である。

次に、本発明の実施の形態の構成について図面を参照して説明する。

図１は、本発明の第１の実施形態に係るディジタル歪補償回路２０を含む無線送信装置１０の一構成例を示すブロック図である。

図示のディジタル歪補償回路２０は、振幅算出部２１と、振幅ＦＩＲフィルタリング部２２と、ＬＵＴアドレス生成部２３と、補償係数抽出部２４と、乗算器２５とを備える。

振幅算出部２１は、入力された送信ベースバンド信号ＴＢＳの振幅を算出して、算出結果を出力する。振幅ＦＩＲフィルタリング部２２は、その算出結果をＦＩＲフィルタ処理して、フィルタ処理結果として代表振幅を出力する。ＬＵＴアドレス生成部２３は、そのフィルタ処理結果（代表振幅）を量子化して歪補償用参照テーブル（ＬＵＴ）（図示せず）から補償係数を読み出すアドレスを生成する。補償係数抽出部２４は、生成されたアドレスに格納されている補償係数をＬＵＴから読み出す。乗算器２５は、読み出した補償係数と前記送信ベースバンド信号ＴＢＳとを乗算して、乗算結果を出力する。

送信ベースバンド信号ＴＢＳの振幅は、送信ベースバンド信号ＴＢＳを特徴づける特徴量の１つである。したがって、振幅算出部２１は、送信ベースバンド信号ＴＢＳを特徴づける特徴量を検出して、検出値を出力する検出手段として働く。振幅ＦＩＲフィルタリング部２２は、検出値に所定のフィルタ処理を施して、フィルタ処理結果を出力するフィルタリング手段として働く。ＬＵＴアドレス生成部２３は、フィルタ処理結果を量子化してアドレスを生成するアドレス生成手段として働く。補償係数抽出部２４は、上記アドレスで歪補償用参照テーブル（ＬＵＴ）をアクセスして、歪補償用参照テーブル（ＬＵＴ）から補償係数を読み出す補償係数抽出手段として働く。すなわち、ＬＵＴアドレス生成部（アドレス生成手段）２３と補償係数抽出部（補償係数抽出手段）２４との組み合わせは、フィルタ処理結果をアドレスとして、歪補償用参照テーブル（ＬＵＴ）から補償係数を読み出す係数読出し手段として働く。乗算器２５は、読み出した補償係数を前記送信ベースバンド信号ＴＢＳに乗算して、乗算結果を出力する乗算手段として働く。

上述したように、本発明の第１の実施形態は、送信ベースバンド信号ＴＢＳの振幅に基づいて歪補償用参照テーブル（ルックアップテーブル；ＬＵＴ）から読み出した歪補償係数を送信ベースバンド信号ＴＢＳに乗算するディジタル歪補償回路２０において、読み出すＬＵＴのアドレスを、送信ベースバンド信号ＴＢＳの振幅にＦＩＲ（Finite Impulse Response）フィルタ処理を施して生成する手段を有することを特徴とする。

無線送信装置１０は、ＤＡ変換器１２と、周波数変換器１４と、送信電力増幅器１６と、アンテナ１８とを備える。

ＤＡ変換器１２は、前記補償係数が乗算されたベースバンド信号（乗算結果）をアナログ信号に変換する。周波数変換器１４は、前記アナログ信号をＲＦ（ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号に変換する。送信電力増幅器１６は、前記ＲＦ信号の送信電力を増幅して、増幅されたＲＦ信号を出力する。アンテナ１８は、増幅されたＲＦ信号を無線ＲＦ信号ＲＳとして大気中に放射する。

図２は、図１に示したディジタル歪補償回路２０の振幅ＦＩＲフィルタリング回路２２の一構成例を示すブロック図である。

図示の振幅ＦＩＲフィルタリング回路２２は、ｋ個の乗算器３１−１〜３１―ｋと、（ｋ−１）個の遅延器３２−１〜３２−（ｋ−１）と、加算器３３とから構成されるＦＩＲ構造のフィルタである。なお、乗算器数（フィルタタップ数）ｋは、当該ＦＩＲフィルタリング処理のサンプリングレートと、どれくらい過去の振幅までを考慮して代表振幅とするか、によって決定される。

次に、図１に示したディジタル歪補償回路２０を含む無線送信装置１０の動作について説明する。

入力された送信系ベースバンド信号ＴＢＳは、振幅算出部２１で振幅が算出され、振幅ＦＩＲフィルタリング部２２でＦＩＲフィルタリング処理が施されて代表振幅が求められる。

ここで、図２で示した振幅ＦＩＲフィルタリング部２２の構造において、３タップのＦＩＲフィルタリング（ｋ＝３）の場合の代表振幅の計算例について説明する。

振幅算出部２１が求めた時刻ｎにおける送信ベースバンド信号ＴＢＳの振幅をｒ（ｎ）、３タップのフィルタ係数をｃ１、ｃ２、ｃ３とする。その場合、時刻ｎにおける代表振幅ｒ’（ｎ）は、ｃ１×ｒ（ｎ）＋ｃ２×ｒ（ｎ−１）＋ｃ３×ｒ（ｎ−２）となる。ここで、フィルタ係数ｃ１、ｃ２、ｃ３の和は１であり、それぞれの値は例えば隣接チャネル漏洩電力が最小となるように適応制御される。

前記のように求められた代表振幅は、ＬＵＴアドレス生成部２３においてＬＵＴのサイズで量子化され、ＬＵＴ内に格納されている補償係数を参照する為のアドレスとなる。続いて、補償係数抽出部２４において、ＬＵＴアドレス生成部２３で生成されたアドレスに格納されている補償係数がＬＵＴから抽出され、乗算器２５において、送信ベースバンド信号ＴＢＳと掛け合わされる。なお、ＬＵＴに格納されている補償係数は、送信電力増幅器のＡＭ−ＡＭ特性、ＡＭ−ＰＭ特性の逆特性になるように適応制御される。また、一般的に送信ベースバンド信号ＴＢＳやＬＵＴ内の補償係数はＩｃｈ、Ｑｃｈの両成分を持っているので、乗算器２５は複素乗算器になる。

前記のように補償係数が乗算されたベースバンド信号（乗算結果）は、ＤＡ変換器１２においてアナログ信号に変換され、続いて周波数変換器１４でＲＦ信号に周波数変換される。その後、送信電力増幅器１６で電力増幅されたＲＦ信号はアンテナ１８から無線ＲＦ信号ＲＳとして放射される。

上述したようにディジタル歪補償回路２０は動作するが、このような動作をコンピュータ上で実現することもできる。例えば、上記動作を行うディジタル歪補償プログラムをメモリに格納しておき、それをプログラム制御プロセッサ（コンピュータ）によって実現することで、ディジタル歪補償回路２０を実現することができる。

図３、図４は、従来のメモリレス非線形補償後のそれぞれＡＭ−ＡＭ特性（振幅誤差）、ＡＭ−ＰＭ特性（位相誤差）である。図３において、横軸は送信ベースバンド信号ＴＢＳの振幅、縦軸はメモリレス非線形補償後のＡＭ−ＡＭ特性（振幅誤差）である。また、図４において、横軸は送信ベースバンド信号ＴＢＳの振幅、縦軸はメモリレス非線形補償後のＡＭ−ＰＭ特性（位相誤差）である。

図３、図４からわかるように、同じ送信ベースバンド信号振幅の点で送信電力増幅器１６のメモリ効果に起因する振幅誤差、位相誤差の大きな分散が見られる。これは、送信ベースバンド信号振幅に対する送信電力増幅後の信号振幅、及び送信ベースバンド信号振幅に対する送信ベースバンド信号ＴＢＳと送信電力増幅後の信号の位相差が一意に決まらないことを意味している。このように、送信ベースバンド信号振幅に対する振幅誤差、位相誤差に分散が存在すると、従来のメモリレス非線形補償では歪成分を抑圧しきれず、その結果隣接チャネル漏洩電力が大きく残ってしまう。

次に、図５、図６は、本実施形態における補償後のそれぞれＡＭ−ＡＭ特性（振幅誤差）、ＡＭ−ＰＭ特性（位相誤差）である。本実施形態を適用することにより、図３、図４に示した従来のメモリレス非線形補償適用時の場合よりも、特に送信ベースバンド振幅１．６以上の高振幅領域における振幅誤差、位相誤差の分散が小さくなっていることが分かる。このように、高振幅領域における振幅誤差、位相誤差の分散が小さくなるので、メモリ効果歪成分を抑圧することが可能となり、その結果隣接チャネル漏洩電力が軽減できる。

また、本実施形態では、振幅ＦＩＲフィルタリング部２２として、（ｋ−１）個の遅延器３２−１〜３２−（ｋ−１）と、ｋ個の乗算器３１−１〜３１−ｋと、加算器３３とが追加されるのみなので、最小限の回路追加でメモリ効果歪成分を補償することができる。

なお、本実施形態では、振幅算出部２１で送信ベースバンド信号ＴＢＳの振幅を算出し、振幅ＦＩＲフィルタリング部２２において代表振幅が算出される構成としたが、振幅及び代表振幅に限らず、各々、電力及び代表電力を算出するようにして、電力アドレスに基づいて補償係数抽出部２４における補償係数を読み出すようにしても同様の効果が得られることは明らかである。

換言すれば、振幅算出部２１の代わりに電力算出部を使用し、振幅ＦＩＲフィルタリング部２２の代わりに電力ＦＩＲフィルタリング部を使用してもよい。この場合、電力算出部は、入力された送信ベースバンド信号ＴＢＳの電力を算出して、算出結果を出力する。電力ＦＩＲフィルタリング部は、フィルタ処理結果として送信ベースバンド信号ＴＢＳの代表電力を出力する。

上述した第１の実施形態の構成は、回路規模の増大を許容した場合、メモリ効果歪成分を補償する先行技術と組み合わせ可能である。この場合、送信電力増幅器１６のメモリ効果に起因する歪成分を更に抑圧することが可能である。

図７は、本発明の第２の実施の形態に係るディジタル歪補償回路２０Ａを含む無線送信装置１０Ａの一構成例を示すブロック図である。

図示のディジタル歪補償回路２０Ａは、図７の点線内以外は図１に示したディジタル歪補償回路２０と同じ構成である。すなわち、ディジタル歪補償回路２０Ａは、ＦＩＲフィルタリング部２６とフィルタ係数抽出部２７とを更に有する点を除いて、図１に示したディジタル歪補償回路２０と同様の構成を有する。したがって、ディジタル歪補償回路２０と同様の機能を有するものには同じ参照符号を付し、説明の簡略化の為に、それらの説明については省略する。したがって、以下では相違点についてのみ説明する。

乗算器２５において補償係数が乗算されたベースバンド信号（乗算結果）に対して更にＦＩＲフィルタリング部２６にて第２のフィルタリング処理を行い、残留メモリ歪成分を抑圧する。この時、ＦＩＲフィルタリング部２６で用いるＦＩＲフィルタ係数は、振幅算出部２１で算出した送信ベースバンド信号の振幅値に基づいてフィルタ係数抽出部２７より選択する。

すなわち、ＦＩＲフィルタリング部２６は、乗算結果に第２のフィルタ処理を施して、残留メモリ歪成分を抑圧した第２のフィルタ処理結果を出力する第２のフィルタリング手段として働く。フィルタ係数抽出部２７は、ＦＩＲフィルタリング部（第２のフィルタリング手段）２６で用いるフィルタ係数を、検出値に基いて選択するフィルタ係数抽出手段として働く。

なお、ＦＩＲフィルタリング部２６で用いるＦＩＲフィルタ係数は、振幅ＦＩＲフィルタリング部２２で算出した代表振幅値に基づいてフィルタ係数抽出部２７より選択してもよい。すなわち、フィルタ係数抽出部（フィルタ係数抽出手段）２７は、ＦＩＲフィルタリング部（第２のフィルタリング手段）２６で用いるフィルタ係数を、フィルタ処理結果に基いて選択してもよい。

上述したようにディジタル歪補償回路２０Ａは動作するが、このような動作をコンピュータ上で実現することもできる。例えば、上記動作を行うディジタル歪補償プログラムをメモリに格納しておき、それをプログラム制御プロセッサ（コンピュータ）によって実現することで、ディジタル歪補償回路２０Ａを実現することができる。

また、図７では非特許文献２に記載のメモリ効果歪補償方法と本発明の構成の組み合わせについて記述したが、これに限定されるものではなく、他のメモリ効果歪補償方法と組み合わせることが可能である。

以下に、本発明の態様について説明する。

本発明の第１の態様によるディジタル歪補償方法は、電力増幅器のメモリ効果歪成分を補償するディジタル歪補償方法であって、送信ベースバンド信号を特徴づける特徴量を検出して、検出値を出力する段階と、検出値に所定のフィルタ処理を施して、フィルタ処理結果を出力する段階と、フィルタ処理結果をアドレスとして、歪補償用参照テーブルから補償係数を読み出す段階と、この読み出した補償係数を送信ベースバンド信号に乗算して、乗算結果を出力する段階と、を含む。

上記本発明の第１の態様によるディジタル歪補償方法において、上記特徴量は送信ベースバンド信号の振幅であってよく、上記フィルタ処理結果は代表振幅であってよい。その代わりに、上記特徴量は送信ベースバンド信号の電力であってよく、上記フィルタ処理結果は代表電力であってよい。上記所定のフィルタ処理は、ＦＩＲ（Finite Impulse Response）フィルタ処理であってよい。上記ディジタル歪補償方法は、乗算結果に第２のフィルタ処理を施して、残留メモリ歪成分を抑圧する段階を更に含んでよい。上記第２のフィルタ処理はＦＩＲフィルタ処理から成ってよい。上記ディジタル歪補償方法は、第２のフィルタ処理で用いるフィルタ係数を、検出値に基いて選択する段階を含んでよい。その代わりに、上記ディジタル歪補償方法は、第２のフィルタ処理で用いるフィルタ係数を、フィルタ処理結果に基いて選択する段階を含んでよい。

本発明の第２の態様による無線送信方法は、送信ベースバンド信号を無線ＲＦ信号に変換して送信する無線送信方法であって、送信ベースバンド信号を特徴づける特徴量を検出して、検出値を出力する段階と、検出値に所定のフィルタ処理を施して、フィルタ処理結果を出力する段階と、フィルタ処理結果をアドレスとして、歪補償用参照テーブルから補償係数を読み出す段階と、この読み出した補償係数を送信ベースバンド信号に乗算して、乗算結果を出力する段階と、乗算結果をアナログ信号に変換する段階と、アナログ信号をＲＦ信号に変換する段階と、ＲＦ信号の送信電力を増幅して、増幅されたＲＦ信号を出力する段階と、増幅されたＲＦ信号を上記無線ＲＦ信号として放射する段階と、を含む。

上記本発明の第２の態様による無線送信方法において、上記特徴量は送信ベースバンド信号の振幅であってよく、上記フィルタ処理結果は代表振幅であってよい。その代わりに、上記特徴量は送信ベースバンド信号の電力であってよく、上記フィルタ処理結果は代表電力であってよい。上記所定のフィルタ処理は、ＦＩＲ（Finite Impulse Response）フィルタ処理であってよい。

本発明の第３の態様による無線送信方法は、送信ベースバンド信号を無線ＲＦ信号に変換して送信する無線送信方法であって、送信ベースバンド信号を特徴づける特徴量を検出して、検出値を出力する段階と、検出値に第１のフィルタ処理を施して、第１のフィルタ処理結果を出力する段階と、第１のフィルタ処理結果をアドレスとして、歪補償用参照テーブルから補償係数を読み出す段階と、この読み出した補償係数を送信ベースバンド信号に乗算して、乗算結果を出力する段階と、乗算結果に第２のフィルタ処理を施して、第２のフィルタ処理結果を出力する段階と、第２のフィルタ処理結果をアナログ信号に変換する段階と、アナログ信号をＲＦ信号に変換する段階と、ＲＦ信号の送信電力を増幅して、増幅されたＲＦ信号を出力する段階と、増幅されたＲＦ信号を上記無線ＲＦ信号として放射する段階と、を含む。

上記本発明の第３の態様による無線送信方法において、上記特徴量は送信ベースバンド信号の振幅であってよく、上記フィルタ処理結果は代表振幅であってよい。その代わりに、上記特徴量は送信ベースバンド信号の電力であってよく、上記フィルタ処理結果は代表電力であってよい。上記第１のフィルタ処理は、ＦＩＲ（Finite Impulse Response）フィルタ処理であってよい。上記第２のフィルタ処理はＦＩＲフィルタ処理から成ってよい。上記無線送信方法は、第２のフィルタ処理で用いるフィルタ係数を、検出値に基いて選択する段階を含んでよい。その代わりに、上記無線送信方法は、第２のフィルタ処理で用いるフィルタ係数を、第１のフィルタ処理結果に基いて選択する段階を含んでよい。

本発明の第４の態様によるディジタル歪補償回路は、電力増幅器のメモリ効果歪成分を補償するディジタル歪補償回路であって、送信ベースバンド信号を特徴づける特徴量を検出して、検出値を出力する検出手段と、検出値に所定のフィルタ処理を施して、フィルタ処理結果を出力するフィルタリング手段と、フィルタ処理結果をアドレスとして、歪補償用参照テーブルから補償係数を読み出す係数読出し手段と、この読み出した補償係数を送信ベースバンド信号に乗算して、乗算結果を出力する乗算手段と、を備える。

上記本発明の第４の態様によるディジタル歪補償回路において、上記係数読出し手段は、フィルタ処理結果を量子化してアドレスを生成するアドレス生成手段と、アドレスで歪補償用参照テーブルをアクセスして、歪補償用参照テーブルから補償係数を読み出す補償係数抽出手段と、から構成されてよい。上記特徴量は、送信ベースバンド信号の振幅および電力のいずれか１つであってよい。上記検出手段は、送信ベースバンド信号の振幅を算出し、検出値として算出結果を出力する振幅算出部からなってよく、上記フィルタリング手段は、フィルタ処理結果として送信ベースバンド信号の代表振幅を出力してよい。その代わりに、上記検出手段は、送信ベースバンド信号の電力を算出し、検出値として算出結果を出力する電力算出部からなってよく、上記フィルタリング手段は、フィルタ処理結果として送信ベースバンド信号の代表電力を出力してよい。上記フィルタリング手段は、検出値に所定のフィルタ処理としてＦＩＲ（Finite Impulse Response）フィルタ処理を施すＦＩＲフィルタリング部からなってよい。

本発明の第５の態様による無線送信装置は、上記ディジタル歪補償回路と、乗算結果をアナログ信号に変換するＤＡ変換器と、アナログ信号をＲＦ信号に変換する周波数変換器と、ＲＦ信号の送信電力を増幅して、増幅したＲＦ信号を出力する上記電力増幅器と、増幅したＲＦ信号を無線ＲＦ信号として放射するアンテナと、を備える。

上記本発明の第４の態様によるディジタル歪補償回路において、上記ディジタル歪補償回路は、乗算結果に第２のフィルタ処理を施して、残留メモリ歪成分を抑圧した第２のフィルタ処理結果を出力する第２のフィルタリング手段を更に含んでよい。上記第２のフィルタリング手段はＦＩＲフィルタリング手段から成ってよい。上記ディジタル歪補償回路は、第２のフィルタリング手段で用いるフィルタ係数を、検出値に基いて選択するフィルタ係数抽出手段を含んでよい。その代わりに、上記ディジタル歪補償回路は、第２のフィルタリング手段で用いるフィルタ係数を、フィルタ処理結果に基いて選択するフィルタ係数抽出手段を含んでよい。

本発明の第６の態様による無線送信装置は、上記ディジタル歪補償回路と、第２のフィルタ処理結果をアナログ信号に変換するＤＡ変換器と、アナログ信号をＲＦ信号に変換する周波数変換器と、ＲＦ信号の送信電力を増幅して、増幅したＲＦ信号を出力する上記電力増幅器と、増幅したＲＦ信号を無線ＲＦ信号として放射するアンテナと、を備える。

本発明の第７の態様によるディジタル歪補償プログラムは、コンピュータに、電力増幅器のメモリ効果歪成分を補償させるためのディジタル歪補償プログラムであって、送信ベースバンド信号を特徴づける特徴量を検出して、検出値を出力する手順と、検出値に所定のフィルタ処理を施して、フィルタ処理結果を出力する手順と、フィルタ処理結果をアドレスとして、歪補償用参照テーブルから補償係数を読み出す手順と、この読み出した補償係数を送信ベースバンド信号に乗算して、乗算結果を出力する手順と、を上記コンピュータに実行させるものである。

上記本発明の第７の態様によるディジタル歪補償プログラムにおいて、上記特徴量は送信ベースバンド信号の振幅であってよく、上記フィルタ処理結果は代表振幅であってよい。その代わりに、上記特徴量は送信ベースバンド信号の電力であってよく、上記フィルタ処理結果は代表電力であってよい。上記所定のフィルタ処理は、ＦＩＲ（Finite Impulse Response）フィルタ処理であってよい。上記ディジタル歪補償プログラムは、乗算結果に第２のフィルタ処理を施して、残留メモリ歪成分を抑圧する手順を更に上記コンピュータに実行させるものであってよい。上記第２のフィルタ処理はＦＩＲフィルタリング処理から成ってよい。上記ディジタル歪補償プログラムは、第２のフィルタ処理で用いるフィルタ係数を、検出値に基いて選択する手順を上記コンピュータに実行させるものでよい。その代わりに、上記ディジタル歪補償プログラムは、第２のフィルタ処理で用いるフィルタ係数を、フィルタ処理結果に基いて選択する手順を上記コンピュータに実行させるものでよい。

以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。例えば、上記実施形態では、所定のフィルタ処理や第２のフィルタ処理として、ＦＩＲ（Finite Impulse Response）フィルタ処理を採用した例を挙げて説明しているが、それ以外のフィルタ処理を採用してもよい。また、上記実施形態では、送信ベースバンド信号を特徴づける特徴量が、送信ベースバンド信号の振幅又は電力である場合を例に挙げて説明しているが、他の特徴量を採用してもよい。

本発明は無線通信システムにおける送信装置に利用される。

１０、１０Ａ・・・無線送信装置
１２・・・ＤＡ変換器
１４・・・周波数変換器
１６・・・送信電力増幅器
１８・・・アンテナ
２０、２０Ａ・・・ディジタル歪補償回路
２１・・・振幅算出部
２２・・・振幅ＦＩＲフィルタリング部
２３・・・ＬＵＴアドレス生成部
２４・・・補償係数抽出部
２５・・・乗算器
２６・・・ＦＩＲフィルタリング部
２７・・・フィルタ係数抽出部
３１−１〜３１−ｋ・・・乗算器
３２―１〜３２―（ｋ−１）・・・遅延器
３３・・・加算器
ＴＢＳ・・・送信ベースバンド信号
ＲＳ・・・無線ＲＦ信号

Claims

電力増幅器のメモリ効果歪成分を補償するディジタル歪補償方法であって、
送信ベースバンド信号を特徴づける特徴量を検出して、検出値を出力する段階と、
前記検出値に所定のフィルタ処理を施して、フィルタ処理結果を出力する段階と、
前記フィルタ処理結果をアドレスとして、歪補償用参照テーブルから補償係数を読み出す段階と、
該読み出した補償係数を前記送信ベースバンド信号に乗算して、乗算結果を出力する段階と、
を含む、ディジタル歪補償方法。
前記特徴量が前記送信ベースバンド信号の振幅であり、前記フィルタ処理結果が代表振幅である、請求項１に記載のディジタル歪補償方法。
前記特徴量が前記送信ベースバンド信号の電力であり、前記フィルタ処理結果が代表電力である、請求項１に記載のディジタル歪補償方法。
前記所定のフィルタ処理が、ＦＩＲ（Finite Impulse Response）フィルタ処理である、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のディジタル歪補償方法。
前記乗算結果に第２のフィルタ処理を施して、残留メモリ歪成分を抑圧する段階を更に含む、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のディジタル歪補償方法。
前記第２のフィルタ処理がＦＩＲフィルタ処理から成る、請求項５に記載のディジタル歪補償方法。
前記第２のフィルタ処理で用いるフィルタ係数を、前記検出値に基いて選択する段階を含む、請求項５又は６に記載のディジタル歪補償方法。
前記第２のフィルタ処理で用いるフィルタ係数を、前記フィルタ処理結果に基いて選択する段階を含む、請求項５又は６に記載のディジタル歪補償方法。
送信ベースバンド信号を無線ＲＦ信号に変換して送信する無線送信方法であって、
前記送信ベースバンド信号を特徴づける特徴量を検出して、検出値を出力する段階と、
前記検出値に所定のフィルタ処理を施して、フィルタ処理結果を出力する段階と、
前記フィルタ処理結果をアドレスとして、歪補償用参照テーブルから補償係数を読み出す段階と、
該読み出した補償係数を前記送信ベースバンド信号に乗算して、乗算結果を出力する段階と、
前記乗算結果をアナログ信号に変換する段階と、
前記アナログ信号をＲＦ信号に変換する段階と、
前記ＲＦ信号の送信電力を増幅して、増幅されたＲＦ信号を出力する段階と、
前記増幅されたＲＦ信号を前記無線ＲＦ信号として放射する段階と、
を含む、無線送信方法。
前記特徴量が前記送信ベースバンド信号の振幅であり、前記フィルタ処理結果が代表振幅である、請求項９に記載の無線送信方法。
前記特徴量が前記送信ベースバンド信号の電力であり、前記フィルタ処理結果が代表電力である、請求項９に記載の無線送信方法。
前記所定のフィルタ処理が、ＦＩＲ（Finite Impulse Response）フィルタ処理である、請求項９乃至１１のいずれか１項に記載の無線送信方法。
送信ベースバンド信号を無線ＲＦ信号に変換して送信する無線送信方法であって、
前記送信ベースバンド信号を特徴づける特徴量を検出して、検出値を出力する段階と、
前記検出値に第１のフィルタ処理を施して、第１のフィルタ処理結果を出力する段階と、
前記第１のフィルタ処理結果をアドレスとして、歪補償用参照テーブルから補償係数を読み出す段階と、
該読み出した補償係数を前記送信ベースバンド信号に乗算して、乗算結果を出力する段階と、
前記乗算結果に第２のフィルタ処理を施して、第２のフィルタ処理結果を出力する段階と、
前記第２のフィルタ処理結果をアナログ信号に変換する段階と、
前記アナログ信号をＲＦ信号に変換する段階と、
前記ＲＦ信号の送信電力を増幅して、増幅されたＲＦ信号を出力する段階と、
前記増幅されたＲＦ信号を前記無線ＲＦ信号として放射する段階と、
を含む、無線送信方法。
前記特徴量が前記送信ベースバンド信号の振幅であり、前記フィルタ処理結果が代表振幅である、請求項１３に記載の無線送信方法。
前記特徴量が前記送信ベースバンド信号の電力であり、前記フィルタ処理結果が代表電力である、請求項１３に記載の無線送信方法。
前記第１のフィルタ処理が、ＦＩＲ（Finite Impulse Response）フィルタ処理である、請求項１３乃至１５のいずれか１項に記載の無線送信方法。
前記第２のフィルタ処理がＦＩＲフィルタ処理から成る、請求項１３乃至１６のいずれか１項に記載の無線送信方法。
前記第２のフィルタ処理で用いるフィルタ係数を、前記検出値に基いて選択する段階を含む、請求項１３乃至１７のいずれか１項に記載の無線送信方法。
前記第２のフィルタ処理で用いるフィルタ係数を、前記第１のフィルタ処理結果に基いて選択する段階を含む、請求項１３乃至１７のいずれか１項に記載の無線送信方法。
電力増幅器のメモリ効果歪成分を補償するディジタル歪補償回路であって、
送信ベースバンド信号を特徴づける特徴量を検出して、検出値を出力する検出手段と、
前記検出値に所定のフィルタ処理を施して、フィルタ処理結果を出力するフィルタリング手段と、
前記フィルタ処理結果をアドレスとして、歪補償用参照テーブルから補償係数を読み出す係数読出し手段と、
該読み出した補償係数を前記送信ベースバンド信号に乗算して、乗算結果を出力する乗算手段と、
を備える、ディジタル歪補償回路。
前記係数読出し手段は、
前記フィルタ処理結果を量子化して前記アドレスを生成するアドレス生成手段と、
前記アドレスで前記歪補償用参照テーブルをアクセスして、前記歪補償用参照テーブルから前記補償係数を読み出す補償係数抽出手段と、
から構成される、請求項２０に記載のディジタル歪補償回路。
前記特徴量が、前記送信ベースバンド信号の振幅および電力のいずれか１つである、請求項２０又は２１に記載のディジタル歪補償回路。
前記検出手段は、前記送信ベースバンド信号の振幅を算出し、前記検出値として算出結果を出力する振幅算出部からなり、
前記フィルタリング手段は、前記フィルタ処理結果として前記送信ベースバンド信号の代表振幅を出力する、
請求項２２に記載のディジタル歪補償回路。
前記検出手段は、前記送信ベースバンド信号の電力を算出し、前記検出値として算出結果を出力する電力算出部からなり、
前記フィルタリング手段は、前記フィルタ処理結果として前記送信ベースバンド信号の代表電力を出力する、
請求項２２に記載のディジタル歪補償回路。
前記フィルタリング手段は、前記検出値に前記所定のフィルタ処理としてＦＩＲ（Finite Impulse Response）フィルタ処理を施すＦＩＲフィルタリング部からなる、請求項２０乃至２４のいずれか１項に記載のディジタル歪補償回路。
請求項２０乃至２５のいずれか１項に記載のディジタル歪補償回路と、
前記乗算結果をアナログ信号に変換するＤＡ変換器と、
前記アナログ信号をＲＦ信号に変換する周波数変換器と、
前記ＲＦ信号の送信電力を増幅して、増幅したＲＦ信号を出力する前記電力増幅器と、
前記増幅したＲＦ信号を無線ＲＦ信号として放射するアンテナと、
を備える無線送信装置。
前記乗算結果に第２のフィルタ処理を施して、残留メモリ歪成分を抑圧した第２のフィルタ処理結果を出力する第２のフィルタリング手段を更に含む、請求項２０乃至２５のいずれか１項に記載のディジタル歪補償回路。
前記第２のフィルタリング手段がＦＩＲフィルタリング手段から成る、請求項２７に記載のディジタル歪補償回路。
前記第２のフィルタリング手段で用いるフィルタ係数を、前記検出値に基いて選択するフィルタ係数抽出手段を含む、請求項２７又は２８に記載のディジタル歪補償回路。
前記第２のフィルタリング手段で用いるフィルタ係数を、前記フィルタ処理結果に基いて選択するフィルタ係数抽出手段を含む、請求項２７又は２８に記載のディジタル歪補償回路。
請求項２７乃至３０のいずれか１項に記載のディジタル歪補償回路と、
前記第２のフィルタ処理結果をアナログ信号に変換するＤＡ変換器と、
前記アナログ信号をＲＦ信号に変換する周波数変換器と、
前記ＲＦ信号の送信電力を増幅して、増幅したＲＦ信号を出力する前記電力増幅器と、
前記増幅したＲＦ信号を無線ＲＦ信号として放射するアンテナと、
を備える無線送信装置。
コンピュータに、電力増幅器のメモリ効果歪成分を補償させるためのディジタル歪補償プログラムであって、
送信ベースバンド信号を特徴づける特徴量を検出して、検出値を出力する手順と、
前記検出値に所定のフィルタ処理を施して、フィルタ処理結果を出力する手順と、
前記フィルタ処理結果をアドレスとして、歪補償用参照テーブルから補償係数を読み出す手順と、
該読み出した補償係数を前記送信ベースバンド信号に乗算して、乗算結果を出力する手順と、
を前記コンピュータに実行させるディジタル歪補償プログラム。
前記特徴量が前記送信ベースバンド信号の振幅であり、前記フィルタ処理結果が代表振幅である、請求項３２に記載のディジタル歪補償プログラム。
前記特徴量が前記送信ベースバンド信号の電力であり、前記フィルタ処理結果が代表電力である、請求項３２に記載のディジタル歪補償プログラム。
前記所定のフィルタ処理が、ＦＩＲ（Finite Impulse Response）フィルタ処理である、請求項３２乃至３４のいずれか１項に記載のディジタル歪補償プログラム。
前記乗算結果に第２のフィルタ処理を施して、残留メモリ歪成分を抑圧する手順を更に前記コンピュータに実行させる、請求項３２乃至３５のいずれか１項に記載のディジタル歪補償プログラム。
前記第２のフィルタ処理がＦＩＲフィルタリング処理から成る、請求項３６に記載のディジタル歪補償プログラム。
前記第２のフィルタ処理で用いるフィルタ係数を、前記検出値に基いて選択する手順を前記コンピュータに実行させる、請求項３６又は３７に記載のディジタル歪補償プログラム。
前記第２のフィルタ処理で用いるフィルタ係数を、前記フィルタ処理結果に基いて選択する手順を前記コンピュータに実行させる、請求項３６又は３７に記載のディジタル歪補償プログラム。