JP2012065154A - 歪み補償の装置および方法 - Google Patents

Abstract

【課題】プリディストーションによる補償についてその効きを加減することが可能な歪み補償装置および歪み補償方法を提供すること。
【解決手段】第１Ｉ信号と第１Ｑ信号とで決まる第１ベクトル長および第１ベクトル位相を、第２Ｉ信号および第２Ｑ信号でのそれらと比較し、第１ベクトル長を第１入力とし、変位位相を第１出力とするＡＭ−ＰＭ特性を検出する。第１ベクトル長を第２入力とし、上記を反転した位相を第２出力とする補償特性を得る。第２入力を第３入力とし、第２出力に第１ベクトル長の１次重みを加えた値を第３出力とする改変補償特性を得る。第３ベクトル長を第３入力として用いて得られる第３出力を、第３Ｉ信号と第３Ｑ信号とで決まる第３ベクトル位相に加えて得られるベクトル量に対応するように、第４Ｉ信号および第４Ｑ信号を、プリディストーションがなされたＩ信号およびＱ信号として生成する。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、増幅器の出力の非線形歪みを補償するための歪み補償装置および歪み補償方法に関する。

一般に電力増幅器では、いかに線形性を考慮した設計を行っても非線形性が残り、これを原因として、相互変調歪が発生する。相互変調歪は、信号品質を劣化させるので、問題とならない水準まで抑制する必要がある。この歪み補償の一つの方法として、電力増幅器に入力される信号を、その増幅器がもつ非線形性の逆特性であらかじめ補償しておき、電力増幅器の出力側において非線形性の軽減された出力信号を得るものがある（プリディストーション方式）。

近年のディジタル通信では、Ｉ−Ｑ平面上に位置設定されたいくつもの点ベクトルの情報を入力として、これにより電力増幅器で搬送波を変調して電波放射する送信機およびこれに対応する受信機が多用されている。このような送信機の信号処理では、一般的に、電力増幅器の入力側の各点ベクトルに対応して、ディジタル値で表されたＩ信号とＱ信号との組み合わせが用意される。この場合のプリディストーションは、ディジタル信号であるＩ信号、Ｑ信号に対して行うことができる（ディジタルプリディストーション：ＤＰＤ）。

電力増幅器の非線形性は、一般的に、入力信号の振幅変化に対応する出力信号の振幅変化（ＡＭ−ＡＭ特性）と、入力信号の振幅変化に対応する出力信号の位相変化（ＡＭ−ＰＭ特性）とで記述できる。大まかに言えば、このＡＭ−ＡＭ特性およびＡＭ−ＰＭ特性は、電力増幅器の入力側のＩ−Ｑ平面上の点ベクトルと出力側のＩ−Ｑ平面上の点ベクトルとの位置の違いで特定できる。これにより特定されたＡＭ−ＡＭ特性およびＡＭ−ＰＭ特性の逆特性で電力増幅器に入力される信号をあらかじめ補償することにより、その増幅器の出力には、スプリアスの低減された信号を得ることができる。

特開２００７−１８０７８２号公報

本発明は、信号がもつ周波数帯域にわたる総合的なスプリアスの低減のため、プリディストーションによる補償についてその効きを加減することが可能な歪み補償装置および歪み補償方法を提供することを目的とする。

実施形態の歪み補償装置は、ＡＭ−ＰＭ特性を検出する検出部と、補償特性を特定する第１の特定部と、改変補償特性を特定する第２の特定部と、プリディストーションがなされたＩ信号およびＱ信号を生成する補償演算部と、このＩ信号およびＱ信号を遅延させる遅延部を持つ。

検出部は、第１のＩ信号と第１のＱ信号とで決まる第１のベクトル長および第１のベクトル位相と、第２のＩ信号と第２のＱ信号とで決まる第２のベクトル長および第２のベクトル位相との比較から、前記第１のベクトル長を第１の入力とし、前記第１のベクトル位相からの前記第２のベクトル位相の変位位相を第１の出力とする第１の特性を、ＡＭ−ＰＭ特性として検出する。

第１の特定部は、前記第１のベクトル長を第２の入力とし、前記変位位相を反転した位相を第２の出力とする第２の特性を、補償特性として特定する。

第２の特定部は、前記第２の入力を第３の入力とし、前記第２の出力に、前記第１のベクトル長を係数倍した１次の重みを加えた値を第３の出力とする第３の特性を、改変補償特性として特定する。

補償演算部は、第３のＩ信号と第３のＱ信号とで決まる第３のベクトル長を前記第３の特性における前記第３の入力として用いて得られる前記第３の出力を、該第３のＩ信号と該第３のＱ信号とで決まる第３のベクトル位相に加えてベクトル量を得、該ベクトル量に対応するように、第４のＩ信号および第４のＱ信号を、プリディストーションがなされたＩ信号およびＱ信号として生成する。

遅延部は、前記第４のＩ信号および前記第４のＱ信号を遅延させた第５のＩ信号および第５のＱ信号を生成し、該第５のＩ信号および該第５のＱ信号を、前記検出部に、前記第１のＩ信号および前記第１のＱ信号として供給する。

また、実施形態の歪み補償方法は、次の各動作を行う。

まず、第１のＩ信号と第１のＱ信号とで決まる第１のベクトル長および第１のベクトル位相と、第２のＩ信号と第２のＱ信号とで決まる第２のベクトル長および第２のベクトル位相との比較から、前記第１のベクトル長を第１の入力とし、前記第１のベクトル位相からの前記第２のベクトル位相の変位位相を第１の出力とする第１の特性を、ＡＭ−ＰＭ特性として検出する。

また、前記第１のベクトル長を第２の入力とし、前記変位位相を反転した位相を第２の出力とする第２の特性を、補償特性として特定する。

また、前記第２の入力を第３の入力とし、前記第２の出力に、前記第１のベクトル長を係数倍した１次の重みを加えた値を第３の出力とする第３の特性を、改変補償特性として特定する。

また、第３のＩ信号と第３のＱ信号とで決まる第３のベクトル長を前記第３の特性における前記第３の入力として用いて得られる前記第３の出力を、該第３のＩ信号と該第３のＱ信号とで決まる第３のベクトル位相に加えてベクトル量を得、該ベクトル量に対応するように、第４のＩ信号および第４のＱ信号を、プリディストーションがなされたＩ信号およびＱ信号として生成する。

また、前記第４のＩ信号および前記第４のＱ信号を遅延させた第５のＩ信号および第５のＱ信号を生成し、該第５のＩ信号および該第５のＱ信号を、前記第１のＩ信号および前記第１のＱ信号として使用する。

一実施形態に係る歪み補償装置の構成を示すブロック図。 図１中に示した振幅プリディストーション部１１についてその構成の具体例を示すブロック図。 図１中に示した補償特性特定部１４の機能を説明するための、ＡＭ−ＡＭ特性およびＡＭ−ＡＭ補償特性を概念的に示すグラフ。 図１中に示した位相プリディストーション部１２についてその構成の具体例を示すブロック図。 図１中に示した補償特性特定部１４の機能を説明するための、ＡＭ−ＰＭ特性およびＡＭ−ＰＭ補償特性を概念的に示すグラフ。 図１中に示した改変補償特性特定部１５の機能を説明するための、ＡＭ−ＰＭ補償特性およびＡＭ−ＰＭ改変補償特性を概念的に示すグラフ。 図１に示した実施形態の効果を説明するための、電力増幅器の出力側における周波数分布を示すスペクトラム図。

以上を踏まえ、以下では実施形態の歪み補償装置を図面を参照しながら説明する。図１は、一実施形態に係る歪み補償装置の構成を示すブロック図である。図１に示すように、この歪み補償装置は、振幅プリディストーション部（振幅補償演算部）１１、位相プリディストーション部（位相補償演算部）１２、ＡＭ−ＡＭ特性およびＡＭ−ＰＭ特性の検出部１３、補償特性特定部１４、改変補償特性特定部１５、遅延部１７を有する。また、以上の構成以外に、随意的に制御部１６を有する。

概略として、この歪み補償装置は、入力信号であるＩ−Ｑ平面上のベースバンド信号（Ｉ１、Ｑ１）に対して、補償特性に従うプリディストーション処理を行い、その処理結果をベースバンド信号（Ｉ１１１、Ｑ１１１）として出力するものである。Ｉ１１１、Ｑ１１１信号は、不図示の電力増幅器に供給されて変調かつ増幅される。電力増幅器の出力側信号は、例えば電波放射されるが、その出力側信号に基づいて不図示の復調器で復調もなされ、得られたベースバンド信号がＩ２信号、Ｑ２信号として、ＡＭ−ＡＭ特性およびＡＭ−ＰＭ特性の検出部１３に入力される。

この歪み補償装置において、ベースバンド信号（Ｉ１、Ｑ１）をベースバンド信号（Ｉ１１１、Ｑ１１１）に変換するのは、不図示の電力増幅器で生じるその非線形性によるスプリアスを低減するためである。すなわち、電力増幅器が有するその非線形性をあらかじめ補償するように、ベースバンド信号（Ｉ１、Ｑ１）は、ベースバンド信号（Ｉ１１１、Ｑ１１１）に変換される。なお、この歪み補償装置における各ベースバンド信号は、以下では、ディジタル信号（例えば１６ビット）であるとして説明する。ただし、原理的には、アナログ信号であっても同様の処理は可能である。

振幅プリディストーション部１１では、入力されたＩ１信号、Ｑ１信号に対して、そのＩ−Ｑ平面上でのベクトル長ｒに従い、別のベクトル長Ｒをもつように変換がなされ、Ｉ１１信号、Ｑ１１信号して出力される。Ｉ−Ｑ平面における、Ｉ１信号、Ｑ１信号の位置とＩ１１信号、Ｑ１１信号の位置との関係は、例えば図１上側に図示するとおりである。

非常に単純化して言うならば、振幅プリディストーション部１１での処理は、入力信号が電力増幅器に達すると、一般的に、ベクトル長ｒが大ほど、それが飽和されるような非線形性が働き増幅がされるので、これをあらかじめ補償するようにベクトル長ｒが大ほど、その長さを大きくしておく処理である。

この補償特性は、補償特性特定部１４から、Ｒ（ｒ）/ｒ＝Σｈ_ｉｒ^ｉなる冪多項式として渡されている。すなわち、情報として、係数ｈ_ｉが、例えばｉ＝０〜６の範囲で渡されている。このような冪多項式によって補償特性が記述されていることにより、実際には、上記のようなごく単純な非線形性以外の、より複雑な非線形性にも対応できる。

位相プリディストーション部１２では、入力されたＩ１１信号、Ｑ１１信号に対して、そのＩ−Ｑ平面上でのベクトル長Ｒに従い、Ｉ１１信号、Ｑ１１信号とは別のベクトル位相を持つように変換がなされ、Ｉ１１１信号、Ｑ１１１信号として出力される。Ｉ−Ｑ平面における、Ｉ１１信号、Ｑ１１信号の位置とＩ１１１信号、Ｑ１１１信号の位置との関係は、例えば図１上側に図示するとおりであり、相互にベクトル位相がΔＳだけ変化する。

非常に単純化して言うならば、位相プリディストーション部１２での処理は、入力信号が電力増幅器に達すると、一般的に、ベクトル長Ｒが大ほど、位相が遅れるような非線形性が働き増幅がされるので、これをあらかじめ補償するようにベクトル長Ｒが大ほど、その対応のベクトル位相を進ませておく処理である。

この補償特性は、改変補償特性特定部１５から、ΔＳ（Ｒ）＝Σｓ_ｉＲ^ｉ＋ｓ_ｃＲなる冪多項式として渡されている。すなわち、情報として、係数ｓ_ｉが、例えばｉ＝０〜６の範囲で渡され、かつ、さらに係数ｓ_ｃが渡されている。このような冪多項式によって補償特性が記述されていることにより、実際には、上記のようなごく単純な非線形性以外の、より複雑な非線形性にも対応できる。

位相プリディストーション部１２について換言すると、次のようになる。すなわち、Ｉ１１信号とＱ１１信号とで決まるベクトル長Ｒを特性式ΔＳ（Ｒ）＝Σｓ_ｉＲ^ｉ＋ｓ_ｃＲに代入して出力（変位位相ΔＳ）を得る。そして、この変位位相ΔＳを、Ｉ１１信号とＱ１１信号とで決まるベクトル位相に加えてベクトル量を得、該ベクトル量に対応するように、Ｉ１１１信号およびＱ１１１信号を、プリディストーションがなされたＩ信号およびＱ信号として生成する。

ＡＭ−ＡＭ特性およびＡＭ−ＰＭ特性の検出部１３には、Ｉ５信号、Ｑ５信号と、Ｉ２信号、Ｑ２信号とが入力される。そして、Ｉ５信号とＱ５信号とで決まるベクトル長およびベクトル位相と、Ｉ２信号とＱ２信号とで決まるベクトル長およびベクトル位相とを比較する。これにより、Ｉ５信号、Ｑ５信号のベクトル長ｒを入力とし、Ｉ５信号、Ｑ５信号のベクトル長ｒからのＩ２信号およびＱ２信号のベクトル長Ａの変化比Ａ／ｒを出力とする特性を、ＡＭ−ＡＭ特性として検出する。例えば、その特性は、Ａ（ｒ）/ｒ＝Σｋ_ｉｒ^ｉなる冪多項式として検出することができる。係数ｋ_ｉのサフィックスｉは、例えば０〜６の範囲である。

また、ＡＭ−ＡＭ特性およびＡＭ−ＰＭ特性の検出部１３は、Ｉ５信号、Ｑ５信号のベクトル長およびベクトル位相と、Ｉ２信号、Ｑ２信号のベクトル長およびベクトル位相とを比較し、これにより、Ｉ５信号、Ｑ５信号のベクトル長ｒを入力とし、Ｉ５信号、Ｑ５信号のベクトル位相からのＩ２信号、Ｑ２信号のベクトル位相の変位位相φを出力とする特性を、ＡＭ−ＰＭ特性として検出する。例えば、その特性は、φ（ｒ）＝Σｔ_ｉｒ^ｉなる冪多項式として検出することができる。係数ｔ_ｉのサフィックスｉは、例えば０〜６の範囲である。

以上の検出部１３の機能は、換言すると、不図示の電力増幅器の非線形性を、ベクトル長、ベクトル位相のそれぞれについて、ベクトル長ｒを入力とする例えば６次の冪多項式として求め検出することである。検出の結果は、実際には、係数ｋ_ｉ（ｉ＝例えば０〜６）、および係数ｔ_ｉ（ｉ＝例えば０〜６）の出力で足りる。なお、Ｉ２信号、Ｑ２信号は、電力増幅器の出力側に由来する信号なので、電力増幅器の入力となるＩ１１１信号、Ｑ１１１信号に対して、定常的な遅れがある。これを補正するために、Ｉ１１１信号、Ｑ１１１信号を遅延部１７で遅らせてＩ５信号、Ｑ５信号を生成している。

遅延部１７の構成としては、Ｉ１１１信号、Ｑ１１１信号と、Ｉ２信号、Ｑ２信号とを比較するものとすることができる。より具体的には、これらの比較で、例えば、Ｉ１１１信号、Ｑ１１１信号のベクトル長ｒが非常に小さいときの、Ｉ２信号、Ｑ２信号での、Ｉ１１１信号、Ｑ１１１信号からの位相変位を時間換算して求めることができる。このような遅延部１７の存在を前提とすると、検出部１３によって得られるＡＭ−ＰＭ特性：φ（ｒ）＝Σｔ_ｉｒ^ｉは、図１中、下側に示すように、ｒ＝０でφ＝０の特性として求められる（すなわち、ｔ_０＝０）。

補償特性特定部１４には、検出部１３で検出された、ＡＭ−ＡＭ特性：Ａ（ｒ）/ｒ＝Σｋ_ｉｒ^ｉを記述するための係数ｋ_ｉと、ＡＭ−ＰＭ特性：φ（ｒ）＝Σｔ_ｉｒ^ｉを記述するための係数ｒ^ｉとが渡される。そして、振幅および位相についてそれぞれ補償特性の特定を行う。特定されるべき補償特性は、それぞれ、検出部１３で検出されたＡＭ−ＡＭ特性、ＡＭ−ＰＭ特性の逆特性である（図３、図５で再度触れる）。

補償特性の特定の結果は、ＡＭ−ＡＭ補償特性：Ｒ（ｒ）/ｒ＝Σｈ_ｉｒ^ｉを記述するための係数ｈ_ｉ、および、ＡＭ−ＰＭ補償特性：ΔＳ（Ｒ）＝Σｓ_ｉＲ^ｉを記述するための係数ｓ_ｉとして出力される（ここでＡＭ−ＰＭ補償特性における「Ｒ」は、「ｒ」の代わりに用いている）。なお、これらの係数ｈ_ｉおよび係数ｓ_ｉにおいて、例えばｉ＝０〜６である。

補償特性特定部１４が出力した、ＡＭ−ＡＭ補償特性：Ｒ（ｒ）/ｒ＝Σｈ_ｉｒ^ｉを記述するための係数ｈ_ｉは、すでに説明した振幅プリディストーション部１１に渡される。一方、補償特性特定部１４が出力した、ＡＭ−ＰＭ補償特性：ΔＳ（Ｒ）＝Σｓ_ｉＲ^ｉを記述するための係数ｓ_ｉは、改変補償特性特定部１５に渡される。

改変補償特性特定部１５は、補償特性特定部１４が特定したＡＭ−ＰＭ補償特性：ΔＳ（Ｒ）＝Σｓ_ｉＲ^ｉを一部改変して、ＡＭ−ＰＭ改変補償特性を特定する。より具体的には、補償特性特定部１４からのＡＭ−ＰＭ補償特性：ΔＳ（Ｒ）＝Σｓ_ｉＲ^ｉに対して、Ｒの１次の項を改変して、ＡＭ−ＰＭ改変補償特性：ΔＳ（Ｒ）＝Σｓ_ｉＲ^ｉ＋ｓ_ｃＲとして特定する。これにより、位相プリディストーション部１２におけるＡＭ−ＰＭ改変補償は、ベクトル長Ｒを係数倍した１次の重みｓ_ｃＲを加えた式：Σｓ_ｉＲ^ｉ＋ｓ_ｃＲを用いて行われる。

改変補償特性特定部１５における上記の改変の意味は、概念的に、位相プリディストーション部１２による補償についてその効きを加減することである。Ｒの１次の項は、ベクトル長Ｒに対する補償位相ΔＳの変化の傾きを記述しているので、この項を増減することは、ＡＭ−ＰＭ補償の効きをもっとも典型的に加減するということになる。このように補償の効きを加減することの効果については後述する（図７）。

改変補償特性特定部１５が出力した、ＡＭ−ＰＭ改変補償特性：ΔＳ（Ｒ）＝Σｓ_ｉＲ^ｉ＋ｓ_ｃＲを記述するための係数ｓ_ｉ、ｓ_ｃは、すでに説明した位相プリディストーション部１２に渡される。なお、ｓ_１＋ｓ_ｃを新たな係数ｓ_１として扱って位相プリディストーション部１２に渡すようにしてもよい。

改変補償特性特定部１５がＡＭ−ＰＭ改変補償特性を特定するために必要な係数ｓ_ｃについては、その求め方および設定の仕方について、いろいろな方法が考えられる。求め方のひとつとして、不図示の電力増幅器におけるその出力側信号の周波数分析に基づく方法が考えられる。係数ｓ_ｃを調整しながらこの周波数分析を行い、出力側信号のスプリアスである相互変調歪み（ＩＭ）のエネルギーが相対的に小さくなるように係数ｓ_ｃを決定する。本来、ｓ_ｃ＝０でＩＭのエネルギーは最小になるはずであるが、検出部１３の検出動作が必ずしも精密で正確であるとは限らないため、このように係数ｓ_ｃを設定することができる。

周波数分析は、製造ラインにおいてＩ１、Ｑ１の試験信号を用いてこれを行い、そこで得られた係数ｓ_ｃを改変補償特性特定部１５に記憶させておけば、改変補償特性特定部１５を上記のように機能させることができる。または、周波数分析を、製品としての使用中に行うことができるように分析部を設け、これにより、適宜、係数ｓ_ｃを書き換え、この書き換えられた係数ｓ_ｃを改変補償特性特定部１５が使用するように構成してもよい。このような目的のため、周波数分析部を含む制御部１６を随意的に設けて、制御部１６から適宜、係数ｓ_ｃを改変補償特性特定部１５に渡す（供給する）ように構成することができる。

図２は、図１中に示した振幅プリディストーション部１１についてその構成の具体例を示すブロック図である。この振幅プリディトーション部１１は、図示するように、乗算器１１１、同１１２、ｒ算出部１１３、ルックアップテーブル１１４を有する。

乗算器１１１は、入力されたＩ１信号に、ルックアップテーブル１１４からのＲ／ｒを乗算し、出力する。乗算器１１２は、入力されたＱ１信号に、ルックアップテーブル１１４からのＲ／ｒを乗算し、出力する。

ｒ算出部１１３は、入力されたＩ１信号、Ｑ１信号から、これらのベクトル長ｒを算出する。算出式は、ｒ＝√（Ｉ１^２＋Ｑ１^２）である。算出されたベクトル長ｒは、ルックアップテーブル１１４に、アドレスとして渡される。

ルックアップテーブル１１４は、アドレスとして渡されたｒから、Ｒ／ｒをデータとして出力する。ルックアップテーブル１１４におけるｒとＲ／ｒとの対応は、すでに説明した、ＡＭ−ＡＭ補償特性を記述する係数ｈ_ｉを用いて、式：Ｒ（ｒ）/ｒ＝Σｈ_ｉｒ^ｉ（ｉ＝０〜６）に従って計算され格納されている。

図２に示したような、振幅プリディストーション部１１の構成により、ベクトル長ｒをもつＩ１信号、Ｑ１信号は、同じベクトル位相で、ベクトル長ＲをもつＩ１１信号、Ｑ１１信号に変換される。

図３は、図１中に示した補償特性特定部１４の機能を説明するための、ＡＭ−ＡＭ特性およびＡＭ−ＡＭ補償特性を概念的に示すグラフである。検出部１３で検出されたＡＭ−ＡＭ特性：Ａ（ｒ）/ｒ＝Σｋ_ｉｒ^ｉと、補償特性特定部１４で特定されるＡＭ−ＡＭ補償特性：Ｒ（ｒ）/ｒ＝Σｈ_ｉｒ^ｉとは、逆特性であることをすでに説明した。図３は、この場合の「逆特性」を概念的に示している。すなわち、この場合の逆特性とは、各ｒでの積が１になる逆数を示す関数として規定された、ベクトル長対変化比の特性である。

図３において、ＡＭ−ＡＭ特性：Ａ（ｒ）/ｒ＝Σｋ_ｉｒ^ｉは、不図示の電力増幅器の、振幅ｒに関する非線形性を示したものであり、そこで、これと逆特性にＡＭ−ＡＭ補償特性：Ｒ（ｒ）/ｒ＝Σｈ_ｉｒ^ｉが決めてあれば、振幅プリディストーション部１１では、振幅ｒに関する非線形性をあらかじめ補償していることになる。

次に、図４は、図１中に示した位相プリディストーション部１２についてその構成の具体的を示すブロック図である。この位相プリディストーション部１２は、図示するように、乗算器１２１、同１２２、同１２４、同１２５、減算器１２３、加算器１２６、Ｒ算出部１２７、ルックアップテーブル１２８を有する。

乗算器１２１は、入力されたＩ１１信号に、ルックアップテーブル１２８からのｃｏｓΔＳを乗算し、出力する。乗算器１２２は、入力されたＱ１１信号に、ルックアップテーブル１２８からのｓｉｎΔＳを乗算し、出力する。乗算器１２４は、入力されたＩ１１信号に、ルックアップテーブル１２８からｓｉｎΔＳを乗算し、出力する。乗算器１２５は、入力されたＱ１１信号に、ルックアップテーブル１２８からのｃｏｓΔＳを乗算し、出力する。

減算器１２３は、乗算器１２１の出力から、乗算器１２２の出力を減算する処理を行い、Ｉ１１１信号として出力する。加算器１２６は、乗算器１２４の出力に乗算器１２５の出力を加算する処理を行い、Ｑ１１１信号として出力する。

Ｒ算出部１２７は、入力されたＩ１１信号、Ｑ１１信号から、これらのベクトル長Ｒを算出する。算出式は、Ｒ＝√（Ｉ１１^２＋Ｑ１１^２）である。算出されたベクトル長Ｒは、ルックアップテーブル１２８に、アドレスとして渡される。

ルックアップテーブル１２８は、アドレスとして渡されたＲから、ｃｏｓΔＳ、ｓｉｎΔＳを、それぞれデータとして出力する。ルックアップテーブル１２８における、ＲとｃｏｓΔＳとの対応、およびＲとｓｉｎΔＳとの対応は、すでに説明した、ＡＭ−ＰＭ改変補償特性を記述する係数ｓ_ｉ、ｓ_ｃを用いて、式：ｃｏｓΔＳ（Ｒ）＝ｃｏｓ（Σｓ_ｉＲ^ｉ＋ｓ_ｃＲ）、および式：ｓｉｎΔＳ（Ｒ）＝ｓｉｎ（Σｓ_ｉＲ^ｉ＋ｓ_ｃＲ）、（ともにｉ＝０〜６）に従って計算され格納されている。

図４に示したような、位相プリディストーション部１２の構成により、Ｉ１信号、Ｑ１信号は、同じベクトル長Ｒで、ベクトル位相がΔＳだけ遷移されたＩ１１１信号、Ｑ１１１信号に変換される。変換を式で示すと、Ｉ１１１＝Ｉ１１×ｃｏｓΔＳ（Ｒ）−Ｑ１１×ｓｉｎΔＳ（Ｒ）であり、また、Ｑ１１１＝Ｉ１１×ｓｉｎΔＳ（Ｒ）＋Ｑ１１×ｃｏｓΔＳ（Ｒ）である。ここで、ΔＳ（Ｒ）＝Σｓ_ｉＲ^ｉ＋ｓ_ｃＲ（ｉ＝０〜６）である。

図５は、図１中に示した補償特性特定部１４の機能を説明するための、ＡＭ−ＰＭ特性およびＡＭ−ＰＭ補償特性を概念的に示すグラフである。検出部１３で検出されたＡＭ−ＰＭ特性：φ（ｒ）＝Σｔ_ｉｒ^ｉと、補償特性特定部１４で特定されるＡＭ−ＰＭ補償特性：ΔＳ（Ｒ）＝Σｓ_ｉＲ^ｉとは、逆特定であることをすでに説明した。図５は、この場合の「逆特性」を概念的に示している。すなわち、この場合の逆特性とは、横軸を対称線として反転した、ベクトル長対変位位相の特性である。したがって、各ｉについてｓ_ｉ＝−ｔ_ｉである。

図５において、ＡＭ−ＰＭ特性：φ（ｒ）＝Σｔ_ｉｒ^ｉは、不図示の電力増幅器の、振幅ｒに対する変位位相φの非線形性を示したものであり、そこで、これと逆特性にＡＭ−ＰＭ補償特性：ΔＳ（Ｒ）＝Σｓ_ｉＲ^ｉが決めてあれば、位相プリディストーション部１２では、この非線形性をあらかじめ補償していることになる。ただしこの実施形態では、ＡＭ−ＰＭ補償特性：ΔＳ（Ｒ）＝Σｓ_ｉＲ^ｉを改変したＡＭ−ＰＭ改変補償特性：ΔＳ（Ｒ）＝Σｓ_ｉＲ^ｉ＋ｓ_ｃＲを用いて、位相プリディストーション部１２での処理がなされる。

図６は、図１中に示した改変補償特性特定部１５の機能を説明するための、ＡＭ−ＰＭ補償特性およびＡＭ−ＰＭ改変補償特性を概念的に示すグラフである。改変補償特性特定部１５は、補償特性特定部１４が特定したＡＭ−ＰＭ補償特性：ΔＳ（Ｒ）＝Σｓ_ｉＲ^ｉについて、そのＲの１次の項をｓ_ｃＲで改変し、ＡＭ−ＰＭ改変補償特性；ΔＳ（Ｒ）＝Σｓ_ｉＲ^ｉ＋ｓ_ｃＲを特定する。ｓ_ｃの値による、ＡＭ−ＰＭ改変補償特性の変化をグラフで表すと、図６に示すように、ｓ_ｃ＞０であれば傾きが増加し、ｓ_ｃ＜０であれば傾きが減少する（逆の傾きにもなる）。

すでに述べたように、Ｒの１次の項は、ベクトル長Ｒに対する補償位相ΔＳの変化の傾きを記述しているので、この項を増減することは、ＡＭ−ＰＭ補償の効きをもっとも典型的に加減するということになる。

次に、図７は、図１に示した実施形態の効果を説明するための、電力増幅器の出力側における周波数分布を示すスペクトラム図である。図７（ａ）は、歪み補償を何ら行わなかった場合における、電力増幅器の出力側における周波数分布を示すスペクトラムの例である。図示するように、信号のスペクトラムがｆ１からｆ２まで分布し、加えて、信号どうしの相互変調歪み（ＩＭ）が信号それぞれのスペクトラムを中心にして分布して重畳し、全体としてのＩＭになっている。

図７（ｂ）は、歪み補償を行ったものの、本実施形態における改変補償特性特定部１５を設けない場合の、電力増幅器の出力側における周波数分布を示すスペクトラムの例である。図示するように、この場合、例えば、ＩＭの抑制効果は発揮されているもののその抑制効果が周波数軸上で偏ったものになる。これは、例えば、検出部１３における特性検出が、信号の周波数とは全く関係なく行われていることがひとつの原因と考えられる。すなわち、結果として得られている検出部１３の出力は、ある信号周波数においてもっとも適切な出力であり、その周波数から外れると徐々に正確性が劣化するものであると推定される。

図７（ｃ）は、改変補償特性特定部１６を設けた場合の、電力増幅器の出力側における周波数分布を示すスペクトラムの例である。図示するように、この場合、ＩＭの抑制効果が発揮されかつその抑制効果が周波数軸上でバランスしている。実際の製品においては、通常、このようにバランスした抑制効果が得られる方が、信号とスプリアスの比較上、抑制としての価値が高い。

本実施形態では、このようにバランスした抑制効果を、改変補償特性特定部１５を設けることによって得るように構成している。すでに説明したように、本実施形態では、位相プリディストーション部１２による位相補償の効きを、ベクトル長Ｒの１次の項の係数の増減で制御している。逆に言うと、ＡＭ−ＰＭ補償特性：ΔＳ（Ｒ）＝Σｓ_ｉＲ^ｉを所定に改変すると、図７（ｂ）に示すようなスペクトラムを、図７（ｃ）に示すようなスペクトラムに変化させる（改善する）ことができる、ということを発見できたことによっている。これは、特定されたＡＭ−ＡＭ補償特性の方を改変することよりも効果があった。

そして、ΔＳ（Ｒ）＝Σｓ_ｉＲ^ｉを所定に改変することとして、Ｒの１次の項を改変することがバランスしたＩＭ抑制効果が得る上でもっとも効果的であった。ただし、Ｒの２次以上の項をも改変することが、さらにバランスしたＩＭ抑制効果が得る上で適当であることを否定することはできない。したがって、さらに、ＡＭ−ＰＭ補償特性における、Ｒの２次以上の項をも改変することが考えられてもよい。

以上、本発明の実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１１…振幅プリディストーション部（振幅補償演算部）、１２…位相プリディストーション部（位相補償演算部）、１３…ＡＭ−ＡＭ特性およびＡＭ−ＰＭ特性の検出部、１４…補償特性特定部、１５…改変補償特性特定部、１６…制御部、１７…遅延部、１１１、１１２…乗算器、１１３…ｒ算出部、１１４…ルックアップテーブル、１２１、１２２、１２４、１２５…乗算器、１２３…減算器、１２６…加算器、１２７…Ｒ算出部、１２８…ルックアップテーブル。

Claims (5)

1. 第１のＩ信号と第１のＱ信号とで決まる第１のベクトル長および第１のベクトル位相と、第２のＩ信号と第２のＱ信号とで決まる第２のベクトル長および第２のベクトル位相との比較から、前記第１のベクトル長を第１の入力とし、前記第１のベクトル位相からの前記第２のベクトル位相の変位位相を第１の出力とする第１の特性を、ＡＭ−ＰＭ特性として検出する検出部と、
   前記第１のベクトル長を第２の入力とし、前記変位位相を反転した位相を第２の出力とする第２の特性を、補償特性として特定する第１の特定部と、
   前記第２の入力を第３の入力とし、前記第２の出力に、前記第１のベクトル長を係数倍した１次の重みを加えた値を第３の出力とする第３の特性を、改変補償特性として特定する第２の特定部と、
   第３のＩ信号と第３のＱ信号とで決まる第３のベクトル長を前記第３の特性における前記第３の入力として用いて得られる前記第３の出力を、該第３のＩ信号と該第３のＱ信号とで決まる第３のベクトル位相に加えてベクトル量を得、該ベクトル量に対応するように、第４のＩ信号および第４のＱ信号を、プリディストーションがなされたＩ信号およびＱ信号として生成する補償演算部と、
   前記第４のＩ信号および前記第４のＱ信号を遅延させた第５のＩ信号および第５のＱ信号を生成し、該第５のＩ信号および該第５のＱ信号を、前記検出部に、前記第１のＩ信号および前記第１のＱ信号として供給する遅延部と
   を具備する歪み補償装置。
2. 前記検出部が、前記第１のベクトル長を変数とする冪多項式として前記ＡＭ−ＰＭ特性を検出し、
   前記第１の特定部が、前記第１のベクトル長を変数とする冪多項式として前記補償特性を特定する
   請求項１記載の歪み補償装置。
3. 前記第２の特定部に対して、前記係数倍を表す数値を供給する制御部をさらに具備する請求項１記載の歪み補償装置。
4. 前記補償演算部が、前記第４のＩ信号および前記第４のＱ信号を出力するために、前記第３のベクトル長を引数とするルックアップテーブルを有する請求項１記載の歪み補償装置。
5. 第１のＩ信号と第１のＱ信号とで決まる第１のベクトル長および第１のベクトル位相と、第２のＩ信号と第２のＱ信号とで決まる第２のベクトル長および第２のベクトル位相との比較から、前記第１のベクトル長を第１の入力とし、前記第１のベクトル位相からの前記第２のベクトル位相の変位位相を第１の出力とする第１の特性を、ＡＭ−ＰＭ特性として検出し、
   前記第１のベクトル長を第２の入力とし、前記変位位相を反転した位相を第２の出力とする第２の特性を、補償特性として特定し、
   前記第２の入力を第３の入力とし、前記第２の出力に、前記第１のベクトル長を係数倍した１次の重みを加えた値を第３の出力とする第３の特性を、改変補償特性として特定し、
   第３のＩ信号と第３のＱ信号とで決まる第３のベクトル長を前記第３の特性における前記第３の入力として用いて得られる前記第３の出力を、該第３のＩ信号と該第３のＱ信号とで決まる第３のベクトル位相に加えてベクトル量を得、該ベクトル量に対応するように、第４のＩ信号および第４のＱ信号を、プリディストーションがなされたＩ信号およびＱ信号として生成し、
   前記第４のＩ信号および前記第４のＱ信号を遅延させた第５のＩ信号および第５のＱ信号を生成し、該第５のＩ信号および該第５のＱ信号を、前記第１のＩ信号および前記第１のＱ信号として使用する
   歪み補償方法。

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