JP2012182658A

JP2012182658A - 送信装置及び歪補償方法

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Publication number: JP2012182658A
Application number: JP2011044260A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Hase; 和男長谷; Hiroyoshi Ishikawa; 広吉石川; Nobukazu Satsuba; 伸和札場; Yuichi Utsunomiya; 裕一宇都宮; Toshio Kawasaki; 敏雄川▲崎▼
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2011-03-01
Filing date: 2011-03-01
Publication date: 2012-09-20
Anticipated expiration: 2031-03-01
Also published as: US20120224654A1; JP5630327B2; US8509349B2

Abstract

【課題】歪補償係数の収束速度を向上することを課題とする。
【解決手段】送信装置は、送信信号の電力値と、歪補償処理に用いられる歪補償係数とを対応付けて記憶するＬＵＴを有する。また、送信装置は、歪補償処理前の送信信号の電力を測定し、測定した電力の平均に基づいて、あるタイミングから電力変動が生じた場合に、あるタイミングの送信信号の振幅に合わせて歪補償処理前の送信信号のゲインを調整する。また、送信装置は、調整した送信信号の電力値に対応する歪補償係数をＬＵＴから取得し、取得した歪補償係数を用いて、送信信号に対して歪補償処理を実行する。また、送信装置は、増幅器で増幅した送信信号の電力と、歪補償処理前の送信信号の電力との誤差から、取得した歪補償係数に該当する、ＬＵＴの歪補償係数の更新値を算出し、算出した更新値でＬＵＴを更新する。
【選択図】図３

Description

本発明は、送信装置及び歪補償方法に関する。

無線通信に利用される基地局装置等の送信装置に用いられる電力増幅器は、高い電力効率が求められる。しかし、電力増幅器の線形性と電力効率は相反する特性であり、電力増幅器を線形性の高い領域で使用すると電力効率が低くなるため、効率が高い状態で動作させるためには電力増幅器を線形性の低い領域で使用することとなる。

増幅器の飽和領域に近い線形性の低い領域での動作は、送信信号の信号品質を劣化させるため、送信装置の増幅器で生じる歪を補償する技術として、例えば、プリディストーション方式による歪補償がある。プリディストーション方式は、増幅器への入力信号に増幅器の逆特性を予め加えることで、増幅器の出力端で歪をキャンセルし、線形性を高める方法である。そのため、送信装置は、ある平均電力における送信信号の逆特性としての歪補償係数を有し、送信信号の瞬時振幅に応じて歪補償係数を読み出し、送信信号に付加することでプリディストーション信号を生成している。また、送信装置は、送信信号とフィードバックされた増幅器の出力信号により、歪補償係数の更新値を算出し、歪補償係数テーブルの歪補償係数を更新する。その後、送信装置は、上記処理を繰り返し実行して、歪補償係数テーブルに含まれる歪補償係数の更新を行なうことで、歪補償係数を収束させていく。これらにより、送信装置は、増幅器で生じる歪を補償し、信号品質の劣化を抑制している。

特開２０１０−１４７８０５号公報

しかしながら、従来技術では、送信する平均電力が変化した場合に、再度、歪補償係数を求めるため、平均電力の変化量によっては歪補償係数が収束するまである程度の時間を要することになるという問題がある。例えば、平均電力の変化量が小さい場合、歪補償係数は平均電力が変化する前と殆ど変わらないため、歪補償係数の更新動作の回数を削減できるため、収束時間が短くなる。一方、平均電力の変化量が大きい場合、歪補償係数を大きく変えることになるため、収束時間が長くなる。

そこで本願に開示する技術は、上記に鑑みてなされたものであって、歪補償係数の収束速度を向上することを可能とした送信装置及び歪補償方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するため、本願に開示する送信装置は、送信信号を増幅する増幅器を有し、該増幅器で増幅される前の前記送信信号に逆特性を与えることで、該増幅器の出力に発生する歪を予め補償する歪補償処理を実行する送信装置において、送信信号の電力値と、前記歪補償処理に用いられる歪補償係数とを対応付けて記憶する歪補償係数記憶部と、前記歪補償処理前の送信信号の電力を測定する電力測定部と、前記電力測定部で測定した電力の平均に基づいて、あるタイミングから送信信号の電力変動が生じた場合に、該あるタイミングの送信信号の振幅に合わせて前記歪補償処理前の送信信号のゲインを調整するゲイン調整部と、前記ゲイン調整部で調整した送信信号の電力値に対応する歪補償係数を、前記歪補償係数記憶部から取得し、取得した歪補償係数を用いて前記送信信号に対して歪補償処理を実行する歪補償処理部と、前記増幅器で増幅した送信信号の電力と、前記歪補償処理前の送信信号の電力との誤差に基づいて、前記歪補償処理部で取得した歪補償係数に該当する、前記歪補償係数記憶部に記憶された歪補償係数の更新値を算出し、算出した更新値で前記歪補償係数記憶部に記憶された歪補償係数を更新する歪補償係数更新部とを有する。

本願に開示する送信装置及び歪補償方法の一つの様態は、歪補償係数の収束速度を向上するという効果を奏する。

図１は、増幅器への入力信号の電力値とゲインとの関係を説明する図である。図２は、増幅器への入力信号の電力値と位相との関係を説明する図である。図３は、実施例１に係る送信装置の構成例を示す図である。図４は、電力測定部及びゲイン調整部の詳細を説明する図である。図５は、歪補償係数処理部、乗算器及び適応制御部の詳細を説明する図である。図６は、ＬＵＴの利用について説明する図である。図７は、実施例１に係る歪補償処理の流れの例を示すフローチャートである。図８は、実施例２に係る歪補償係数の更新制限を説明する図である。図９は、実施例３に係る送信装置の構成例を示す図である。図１０Ａは、増幅器特性を示す図である。図１０Ｂは、平均出力電力が比較的高い変調信号の範囲とゲイン特性とを示す図である。図１０Ｃは、平均出力電力が比較的高い変調信号の範囲と位相特性とを示す図である。図１０Ｄは、平均出力電力が比較的低い変調信号の範囲とゲイン特性とを示す図である。図１０Ｅは、平均出力電力が比較的低い変調信号の範囲と位相特性とを示す図である。図１１は、実施例３に係る補正値出力処理の流れの例を示すフローチャートである。図１２は、実施例１〜３とは異なる送信装置の構成例を示す図である。図１３は、級数型歪補償の構成例を示す図である。

以下に添付図面を参照して、本願に開示する送信装置及び歪補償方法の実施例を説明する。なお、以下の実施例により本発明が限定されるものではない。また、各実施例は、内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。また、以下の実施例では、送信装置の一例として、基地局装置等の送信装置を例に挙げる。

［増幅器への入力信号とゲインとの関係］
まず、図１を用いて、増幅器への入力信号の電力値とゲインとの関係を説明する。図１は、増幅器への入力信号の電力値とゲインとの関係を説明する図である。なお、図１では、縦軸はゲインを示し、横軸は増幅器への入力信号の電力値を示す。

例えば、図１において、ゲイン特性を示す実線の特性は、ＣＷ（Constant Wave）信号による特性を示している。また、図１において、変調信号のゲイン曲線は、網掛けで表している。また、図１において、破線は、網掛けの範囲における平均電力を示している。ここで、網掛けの範囲（Ｘ）は、送信装置の出力電力が比較的低い場合の、変調信号のゲイン曲線を示している。また、網掛けの範囲（Ｙ）は、送信装置の出力電力が（Ｘ）よりも高い場合の、変調信号のゲイン曲線を示している。また、網掛けの範囲（Ｚ）は、送信装置の出力電力が（Ｙ）よりも高い場合の、変調信号のゲイン曲線を示している。これらの（Ｘ）、（Ｙ）及び（Ｚ）からわかるように、変調信号のゲイン特性は、電力が変動する場合であっても、それぞれが相似形を保ちつつ電力値がシフトされたものになる。すなわち、平均電力の異なる変調信号の増幅器入出力特性は、とり得る値が異なるものの相似形となる。

［増幅器への入力信号と位相との関係］
次に、図２を用いて、増幅器への入力信号の電力値と位相との関係を説明する。図２は、増幅器への入力信号の電力値と位相との関係を説明する図である。なお、図２では、縦軸は位相を示し、横軸は増幅器への入力信号の電力値を示す。

例えば、図２において、位相特性を示す実線の特性は、ＣＷ信号による特性を示している。また、図２において、変調信号の位相特性は、網掛けで表している。また、図２において、破線は、網掛けの範囲における平均電力を示している。ここで、網掛けの範囲（Ｘ）は、送信装置の出力電力が比較的低い場合の、変調信号の位相曲線を示している。また、網掛けの範囲（Ｙ）は、送信装置の出力電力が（Ｘ）よりも高い場合の、変調信号の位相曲線を示している。また、網掛けの範囲（Ｚ）は、送信装置の出力電力が（Ｙ）よりも高い場合の、変調信号の位相曲線を示している。これらの（Ｘ）、（Ｙ）及び（Ｚ）からわかるように、変調信号の位相特性は、電力が変動する場合であっても、それぞれが相似形を保ちつつ電力値がシフトされたものになる。すなわち、図１で説明したように、平均電力の異なる変調信号の増幅器入出力特性は、とり得る値が異なるものの相似形となる。

［実施例１に係る送信装置の構成］
次に、図３を用いて、実施例１に係る送信装置の構成を説明する。図３は、実施例１に係る送信装置の構成例を示す図である。例えば、送信装置１００は、電力測定部１０１と、ゲイン調整部１０２と、乗算器１０３と、歪補償係数処理部１０４と、乗算器１０５と、ＤＡＣ（Digital Analog Converter）１０６と、乗算器１０７と、発振器１０８と、増幅器１０９とを有する。また、送信装置１００は、アンテナ１１０と、乗算器１１１と、発振器１１２と、ＡＤＣ（Analog Digital Converter）１１３と、適応制御部１１４とを有する。また、送信装置１００は、例えば、送信信号の電力を増幅器で増幅して出力する基地局装置等の送信装置である。かかる送信信号「Ｔｘ（ｔ）」は、図３に示すように、電力測定部１０１、乗算器１０３、乗算器１０５及び適応制御部１１４に入力される。なお、乗算器１０７、発振器１０８、増幅器１０９、乗算器１１１、及び発振器１１２は、ＲＦ（Radio Frequency）部に含まれ、アナログ回路により実現される。また、電力測定部１０１、ゲイン調整部１０２、乗算器１０３、歪補償係数処理部１０４、乗算器１０５、及び適応制御部１１４は、ＢＢ（Baseband）部に含まれ、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ディジタル回路、メモリ等により実現される。

電力測定部１０１は、例えば、ベースバンド信号処理部等から出力された送信信号の電力を測定し、測定した電力の電力値をゲイン調整部１０２に出力する。ゲイン調整部１０２は、例えば、電力測定部１０１で測定した電力の電力値に基づいて、一定時間における電力値の平均と、送信装置１００の任意の出力電力時の電力値の平均とを比較して、任意の出力電力時の信号振幅に調整するゲイン値を求める。また、ゲイン値を求めたゲイン調整部１０２は、ゲイン値を乗算器１０３に出力する。任意の出力電力時の平均値とは、例えば、図１に示した（Ｘ）、（Ｙ）及び（Ｚ）のうちのいずれかの範囲における平均電力値を指す。乗算器１０３は、例えば、ゲイン調整部１０２から出力されたゲイン値と、送信信号とを乗算して歪補償係数処理部１０４に出力する。

ここで、図４を用いて、電力測定部１０１及びゲイン調整部１０２の詳細を説明する。図４は、電力測定部１０１及びゲイン調整部１０２の詳細を説明する図である。図４の説明では、一定時間における電力の平均を算出するにあたって、一定時間におけるサンプル数がＮ（Ｎは、自然数）である場合を説明する。

例えば、図４に示すように、電力測定部１０１及びゲイン調整部１０２は、電力演算部１０１ａと、加算器１０２ａと、遅延回路（Ｎ）１０２ｂと、加算器１０２ｃと、遅延回路１０２ｄと、１／Ｎ算出部１０２ｅと、Ｇａｉｎ変換部１０２ｆとを有する。

電力演算部１０１ａは、例えば、一定時間ｔ_０〜ｔ_０＋Ｎ−１における送信信号Ｔｘ（ｔ）の電力を測定し、加算器１０２ａ及び遅延回路（Ｎ）１０２ｂに出力する。電力演算部１０１ａから出力された電力に基づき、加算器１０２ａ、遅延回路１０２ｂ、加算器１０２ｃ及び遅延回路１０２ｄは、一定時間ｔ_０〜ｔ_０＋Ｎ−１における電力値の和、すなわちＮサンプル数の電力値の合計を１／Ｎ算出部１０２ｅに出力する。このとき、遅延回路（Ｎ）１０２ｂは、電力演算部１０１ａから出力された電力値について、過去の電力値のうちＮに含まれない最新の電力値を加算器１０２ａに出力する。また、遅延回路１０２ｄは、加算器１０２ｃから出力された電力値について、一区間前の電力値を加算器１０２ｃに出力する。

１／Ｎ算出部１０２ｅは、例えば、加算器１０２ｃから出力されたＮサンプル数の電力値の合計から平均電力「ａｖｅ（average）」を求めて、Ｇａｉｎ変換部１０２ｆに出力する。なお、１／Ｎ算出部１０２ｅから出力された平均電力「ａｖｅ」は、（式１）で表される。Ｇａｉｎ変換部１０２ｆは、例えば、１／Ｎ算出部１０２ｅから出力された平均電力「ａｖｅ」と、送信装置１００の任意の出力電力時の電力値の平均「ａｖｅＯｐｔ（average Option）」とを比較して、（式２）によりゲイン値「Ｇ（ａｖｅ）」を求める。すなわち、図４では、送信信号ＴｘをＴｘ＝Ｉｃｈ＋ｊＱｃｈの複素数で表すと、瞬時信号の電力値Ｐは、Ｐ＝Ｉｃｈ^＊Ｉｃｈ＋Ｑｃｈ^＊Ｑｃｈで求められ、Ｎサンプル数の移動平均処理で平均電力ａｖｅを求める構成となっている。なお、Ｉ信号（In‐Phase Component）は、同相成分信号であり、Ｑ信号（Quadrature Component）は、直交成分信号である。

図３の説明に戻り、歪補償係数処理部１０４は、例えば、乗算器１０３から出力された送信信号の電力の電力値に対応する歪補償係数をＬＵＴ（Look Up Table）から取得する。また、歪補償係数処理部１０４は、送信装置１００の任意の出力電力時における、増幅器１０９に入力される送信信号の電力の電力値と、増幅器１０９で発生する歪の補償で利用される歪補償係数とを対応付けて記憶するＬＵＴを有する。かかるＬＵＴは、送信装置１００の設計時等に予め設定可能であり、任意の出力電力時に対しての歪補償処理実行後の更新されたＬＵＴである。一般に、ＬＵＴは、利用される増幅器それぞれの特性によって歪補償処理実行後のとり得る値がそれぞれ異なる。一方、同じ増幅器を利用する場合に、ＬＵＴは、図１及び図２で説明したように平均電力が異なっていても変調信号の増幅器入出力特性が相似形となることから、歪補償処理実行後のとり得る値が近い値になる。すなわち、同じ増幅器を利用するとともに、歪補償処理が実行された後の共通のＬＵＴを利用する場合には、送信信号の電力値が異なっていたとしても、ゲイン調整後の電力値に対応する歪補償係数が最初からより最適値に近い値になる。最適値に近い値とは、増幅器出力の歪度合いが低いときに歪補償処理で利用される歪補償係数を指す。なお、ＬＵＴは、上記のように歪補償処理実行後のものでなくても良い。つまり、本実施例に係る処理の実行後には、上記と同様のＬＵＴが生成されるからである。また、歪補償係数処理部１０４は、取得した歪補償係数を乗算器１０５に出力する。

乗算器１０５は、例えば、歪補償係数処理部１０４から出力された歪補償係数を送信信号に乗算して歪補償処理を実行し、乗算して得られるプリディストーション（predistortion）信号「ＰＤ（ｔ）」をＤＡＣ１０６に出力する。ＤＡＣ１０６は、ディジタル信号をアナログ信号に変換する変換回路であり、例えば、乗算器１０５から出力されたプリディストーション信号をアナログ信号に変換して、乗算器１０７に出力する。乗算器１０７は、例えば、ＤＡＣ１０６から出力されたアナログ信号の周波数を、発振器１０８から出力された信号の周波数に基づいて変換し、変換後のプリディストーション信号を増幅器１０９に出力する。発振器１０８は、例えば、ＰＬＬ（Phase Locked Loop）回路等であり、入力信号と出力信号との位相差を検出し、ＶＣＯ（Voltage Controlled Oscillator）を制御して一定の周波数の信号を発振し、発振した信号を乗算器１０７に出力する。

増幅器１０９は、例えば、乗算器１０７から出力されたプリディストーション信号の電力を増幅し、増幅後の信号を、方向性結合器等を介してアンテナ１１０及び乗算器１１１に出力する。方向性結合器を介して乗算器１１１に出力された信号は、フィードバック信号「Ｆｂ（ｔ）」となる。乗算器１１１は、例えば、増幅器１０９から出力されたフィードバック信号の周波数を、発振器１１２から出力された信号の周波数に基づいて変換し、変換後のフィードバック信号をＡＤＣ１１３に出力する。発振器１１２は、例えば、ＰＬＬ回路等であり、入力信号と出力信号との位相差を検出し、ＶＣＯを制御して一定の周波数の信号を発振し、発振した信号を乗算器１１１に出力する。ＡＤＣ１１３は、アナログ信号をディジタル信号に変換する変換回路であり、例えば、乗算器１１１から出力されたフィードバック信号をディジタル信号に変換して、適応制御部１１４に出力する。

適応制御部１１４は、例えば、ＡＤＣ１１３から出力されたフィードバック信号Ｆｂ（ｔ）と、送信信号Ｔｘ（ｔ）との誤差を求める。また、適応制御部１１４は、求めた誤差に基づいて、ＬＵＴに記憶された歪補償係数の更新値を算出し、算出した更新値でＬＵＴに記憶された歪補償係数を更新する。更新される歪補償係数は、歪補償係数処理部１０４で取得した歪補償係数に該当する。

ここで、図５を用いて、歪補償係数処理部１０４、乗算器１０５及び適応制御部１１４の詳細を説明する。図５は、歪補償係数処理部１０４、乗算器１０５及び適応制御部１１４の詳細を説明する図である。なお、図５に示す加算器１１４ａ、乗算器１１４ｂ、乗算器１１４ｃ及び加算器１１４ｄに対応する適応制御部１１４では、歪補償係数更新値の算出において、ＬＭＳ（Least Mean Square）法等の適応制御を用いることができる。

図５に示すように、加算器１１４ａは、例えば、送信信号Ｔｘ（ｔ）と、フィードバック信号Ｆｂ（ｔ）との差分信号を求めて、求めた差分信号を乗算器１１４ｂに出力する。乗算器１１４ｂは、例えば、フィードバック信号の複素共役と、歪補償係数処理部１０４から出力された現在の歪補償係数とを複素乗算する。また、乗算器１１４ｂは、複素乗算結果と、加算器１１４ａから出力された差分信号とを複素乗算して、乗算器１１４ｃに出力する。

乗算器１１４ｃは、例えば、乗算器１１４ｂから出力された複素乗算結果に、ステップサイズパラメタμを乗算して、加算器１１４ｄに出力する。加算器１１４ｄは、例えば、乗算器１１４ｂから出力された乗算結果に、歪補償係数処理部１０４から出力された現在の歪補償係数を加算して、加算結果である新たな歪補償係数を求める。新たな歪補償係数を求めた適応制御部１１４は、ＬＵＴに含まれる歪補償係数を新たな歪補償係数に更新する。すなわち、適応制御部１１４は、上記の演算処理を繰り返すことによって、送信信号Ｔｘ（ｔ）とフィードバック信号Ｆｂ（ｔ）との差分信号がより小さくなるように新たな歪補償係数を求めてＬＵＴを更新していく。

歪補償係数処理部１０４は、ゲイン調整部１０２や乗算器１０３等によって信号振幅が調整された信号に対する歪補償係数をＬＵＴから取得し、乗算器１０５に出力する。乗算器１０５は、例えば、歪補償係数処理部１０４から出力された歪補償係数を送信信号Ｔｘ（ｔ）に乗算して、プリディストーション信号ＰＤ（ｔ）を出力する。上記より、歪補償係数は、歪補償係数を「ｈ（｜Ｔｘ（ｔ）｜）」とすると、（式３）で表される。また、差分信号は、差分信号を「ｅ（ｔ）」とすると、（式４）で表される。

［ＬＵＴの利用］
次に、図６を用いて、ＬＵＴの利用について説明する。図６は、ＬＵＴの利用について説明する図である。図６において、図６（Ａ）は、図６（Ｂ）に対応するＬＵＴを示している。かかる図６（Ａ）では、縦軸は歪補償係数を示し、横軸はＬＵＴアドレスを示している。また、図６（Ｂ）は、送信装置１００の任意の出力電力時の送信信号の信号分布を示している。また、図６（Ｃ）は、送信装置１００の任意の出力電力時よりも低い出力電力時の送信信号の信号分布を示している。また、図６（Ｄ）は、図６（Ｃ）に示す送信信号の信号振幅を図６（Ｂ）に合わせたときの信号分布を示している。かかる図６（Ｂ）〜図６（Ｄ）では、縦軸は信号数を示し、横軸は電力値を示している。すなわち、図６（Ｂ）〜図６（Ｄ）において、平均電力値は、信号分布が最も多くなる付近となり、ピーク電力値は、右端となる。また、以下の図６の説明では、図６（Ｂ）を図１に示した（Ｚ）とし、図６（Ｃ）を図１に示した（Ｘ）として説明する。

例えば、送信装置１００は、図１の（Ｚ）の電力値（図６（Ｂ））に対応するＬＵＴである図６（Ａ）を有する。そして、送信装置１００は、図６（Ｂ）及び図６（Ｃ）それぞれの平均電力値を比較し、図６（Ｃ）から図６（Ｄ）にシフトさせるために、ゲイン値を求めて、送信信号とゲイン値とを乗算する。

続いて、送信装置１００は、図６（Ｄ）にシフト後の送信信号の電力値に対応する歪補償係数をＬＵＴから取得し、取得した歪補償係数を利用して、シフト前である元の送信信号に乗算することで歪補償処理を実行する。その後、送信装置１００は、増幅器から出力されたフィードバック信号と送信信号との誤差信号に基づいて、図６（Ａ）のＬＵＴを更新する。

図６では、送信信号の平均電力値が任意の出力電力時の電力平均値よりも小さい場合に、図６における信号分布を右にシフトする例を説明した。例えば、送信信号の平均電力値が任意の出力電力時の電力平均値よりも大きい場合には、図６における信号分布が左にシフトされることになる。

［実施例１に係る歪補償処理］
次に、図７を用いて、実施例１に係る歪補償処理を説明する。図７は、実施例１に係る歪補償処理の流れの例を示すフローチャートである。

例えば、図７に示すように、送信装置１００は、ベースバンド信号処理部等から送信信号が入力された場合に（ステップＳ１０１肯定）、送信信号の電力を測定する（ステップＳ１０２）。このとき、送信装置１００は、送信信号が入力されない場合に（ステップＳ１０１否定）、該送信信号の入力待ちの状態となる。

そして、送信装置１００は、測定した電力の電力値に基づいて、一定時間における電力値の平均と、送信装置１００の任意の出力電力時の電力値の平均とを比較して、ゲイン値を算出する（ステップＳ１０３）。続いて、送信装置１００は、算出したゲイン値と、元の送信信号とを乗算する（ステップＳ１０４）。

その後、送信装置１００は、乗算後の送信信号の電力値に対応する歪補償係数をＬＵＴから取得し、取得した歪補償係数を元の送信信号に乗算して歪補償処理を実行する（ステップＳ１０５）。そして、送信装置１００は、歪補償処理実行後の送信信号の電力を増幅する（ステップＳ１０６）。続いて、送信信号１００は、増幅後のフィードバック信号と、元の送信信号との誤差を求めて、求めた誤差に基づいて歪補償係数の更新値を算出し、算出した更新値でＬＵＴに記憶された歪補償係数を更新する（ステップＳ１０７）。なお、送信装置１００は、上記処理を繰り返し実行することで、歪補償係数を収束させていく。

［実施例１による効果］
上述したように、送信装置１００は、任意の出力電力時におけるＬＵＴを保持し、電力変動した場合に、任意の出力電力時の振幅に調整した送信信号の電力値に対応する歪補償係数をＬＵＴから取得して、取得した歪補償係数を利用して歪補償処理を実行する。また、送信装置１００は、歪補償した送信信号の電力を増幅する増幅器から出力されたフィードバック信号と送信信号とに基づいて、ＬＵＴの歪補償係数の更新値を算出し、算出した更新値でＬＵＴの歪補償係数を更新する。つまり、送信装置１００は、任意の出力電力時の信号振幅に合わせてゲイン調整することで、該任意の出力電力時に対応したＬＵＴを利用して歪補償処理を実行し、フィードバック信号等に基づいて該当する歪補償係数を更新する処理を繰り返し実行する。また、任意の出力電力時に対応したＬＵＴについて、送信装置１００は、さらに歪補償処理が予め施されたものを利用しても良い。これらの結果、送信装置１００は、電力変動した場合に、より最適値に近い歪補償係数を電力変動直後から利用して、ＬＵＴの歪補償係数の更新回数を削減できるので、歪補償係数の収束速度を向上することができる。また、平均電力の異なる変調信号の増幅器入出力特性が相似形となることから、送信装置１００は、任意の出力電力時に対応するＬＵＴひとつを利用して歪補償処理を実行するので、メモリ容量を抑制することができる。

［実施例２に係る歪補償係数の更新制限］
図８を用いて、実施例２に係る歪補償係数の更新制限を説明する。図８は、実施例２に係る歪補償係数の更新制限を説明する図である。図８において、図８（Ａ）は、図６（Ａ）に対応し、図８（Ｂ）は、図６（Ｂ）に対応し、図８（Ｄ）は、図６（Ｄ）に対応する。また、図８（Ｄ）に示す網掛け部分は、図６（Ｃ）においてＬＵＴアドレス内に出現する範囲を示している。以下では、かかる範囲を更新有効範囲と呼ぶことがある。なお、実施例２では、送信装置１００の構成は実施例１と同様であるためその説明を省略する。

例えば、図８に示すように、送信装置１００は、図１の（Ｚ）の電力値（図８（Ｂ））に対応するＬＵＴである図８（Ａ）を有する。そして、送信装置１００は、図８（Ｂ）及び図６（Ｃ）それぞれの平均電力値を比較し、図６（Ｃ）から図８（Ｄ）にシフトさせるために、ゲイン値を求めて、送信信号とゲイン値とを乗算する。

続いて、送信装置１００は、図８（Ｄ）にシフト後の送信信号の電力値に対応する歪補償係数をＬＵＴから取得し、取得した歪補償係数を利用して、シフト前である元の送信信号に乗算することで歪補償処理を実行する。その後、送信装置１００は、増幅器から出力されたフィードバック信号と送信信号との誤差信号に基づいて、図８（Ａ）のＬＵＴを更新する。このとき、送信装置１００は、図８（Ｄ）に示した更新有効範囲に含まれる送信信号の電力値に対応する歪補償係数のみを更新することが好ましい。換言すると、送信装置１００は、任意の出力電力時の電力値の平均と、一定時間における電力値の平均との差に基づく更新有効範囲に含まれる送信信号の電力値に対応する歪補償係数を更新する。

更新有効範囲に含まれる送信信号の電力値に対応する歪補償係数のみを更新することが好ましい理由は、例えば、ＬＵＴがとり得る値が有限であることに起因する。すなわち、実施例２では、任意の出力電力時の送信信号と、任意の出力電力とは異なる出力電力時の送信信号とで信号振幅が異なるので、ＬＵＴの更新範囲に制限をもうける。そして、図８に示すように、任意の出力電力時に対応するＬＵＴアドレス範囲に含まれない送信信号については、該送信信号の電力値に対応する歪補償係数も更新しない。これらにより、送信装置１００は、とり得る値が有限であるＬＵＴのうち、更新有効範囲外の電力値に対応する歪補償係数を利用しないこととしても良い。また、送信装置１００は、とり得る値が有限であるＬＵＴのうち、更新有効範囲外の電力値に対応する歪補償係数を、図８（Ａ）に示す左端の値を利用することとしても良い。

［実施例２による効果］
上述したように、送信装置１００は、電力変動後のＬＵＴの更新について、例えば、任意の出力電力時の電力値の平均と、一定時間における電力値の平均との差に基づく更新有効範囲に含まれる歪補償係数のみを更新するので、歪補償処理の安定化を図ることができる。つまり、送信装置１００は、とり得る値が有限である共通のＬＵＴを利用する場合に、ゲイン調整前の電力値がＬＵＴの範囲外であれば、対応する歪補償係数が存在しないため、ゲイン調整後の電力値に対応する歪補償係数の更新も制限することで安定化を図る。

［実施例３に係る送信装置の構成］
図９を用いて、実施例３に係る送信装置の構成を説明する。図９は、実施例３に係る送信装置の構成例を示す図である。実施例３では、実施例１に係る送信装置１００と同一の機能を有する構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。

例えば、図９に示すように、送信装置２００は、電力測定部１０１と、ゲイン調整部１０２と、乗算器１０３と、歪補償係数処理部１０４と、乗算器１０５と、ＤＡＣ１０６と、乗算器１０７と、発振器１０８と、増幅器１０９とを有する。また、送信装置２００は、アンテナ１１０と、乗算器１１１と、発振器１１２と、ＡＤＣ１１３と、適応制御部２１４とを有する。さらに、送信装置２００は、補正値出力部２１５と、加算器２１６とを有する。なお、乗算器１０７、発振器１０８、増幅器１０９、乗算器１１１、及び発振器１１２は、ＲＦ部に含まれ、アナログ回路により実現される。また、電力測定部１０１、ゲイン調整部１０２、乗算器１０３、歪補償係数処理部１０４、乗算器１０５、適応制御部２１４、補正値出力部２１５、及び加算器２１６は、ＢＢ部に含まれ、ＤＳＰ、ＦＰＧＡ、ディジタル回路、メモリ等により実現される。

補正値出力部２１５は、例えば、任意の出力電力時の電力値の平均と、任意の出力電力とは異なる出力電力時における電力値の平均との差値と、歪補償係数を補正する補正値とを対応付けて記憶する補正値テーブルを有する。また、補正値出力部２１５は、例えば、任意の出力電力時の電力値の平均と、一定時間における電力値の平均との差に対応する、歪補償係数を補正する補正値を補正値テーブルから取得して、加算器２１６に出力する。加算器２１６は、例えば、補正値出力部２１５から出力された補正値を用いて、歪補償係数処理部１０４から出力された歪補償係数に加算することで歪補償係数を補正し、補正後の歪補償係数を乗算器１０５に出力する。なお、乗算器１０５は、加算器２１６から出力された補正後の歪補償係数を送信信号に乗算して歪補償処理を実行する。

適応制御部２１４は、例えば、ＡＤＣ１１３から出力されたフィードバック信号Ｆｂ（ｔ）と、送信信号Ｔｘ（ｔ）との誤差を求める。また、適応制御部２１４は、求めた誤差に基づいて、補正値テーブルに記憶された補正値の更新値を算出し、算出した更新値で補正値テーブルに記憶された補正値を更新する。

ここで、適応制御部２１４は、一定時間における電力値の平均と、送信信号の瞬時電力値との差が一定値以下である場合にのみ、補正値テーブルに記憶された補正値を更新することとしても良い。また、補正値の更新は、平均電力値と瞬時電力値とが等しい状態になった場合に行なわれることがより好ましい。このとき、適応制御部２１４は、ＬＵＴに記憶された歪補償係数の更新を、補正値テーブルの更新に対して排他的にＯＦＦにする。すなわち、適応制御部２１４は、平均電力値と瞬時電力値とが一定値以下であれば、ゲイン調整による歪補償係数の更新をそれ以上行なったとしても変化が少ないため、電力変動に応じた補正値テーブルのみを更新しても良い。

ここで、図１０Ａ〜図１０Ｅを用いて、電力差に応じて歪補償係数を補正する理由を説明する。図１０Ａは、増幅器特性を示す図である。図１０Ｂは、平均出力電力が比較的高い変調信号の範囲とゲイン特性とを示す図である。図１０Ｃは、平均出力電力が比較的高い変調信号の範囲と位相特性とを示す図である。図１０Ｄは、平均出力電力が比較的低い変調信号の範囲とゲイン特性とを示す図である。図１０Ｅは、平均出力電力が比較的低い変調信号の範囲と位相特性とを示す図である。

図１０Ａ〜図１０Ｅでは、縦軸はゲイン或いは位相を示し、横軸は増幅器入力を示している。詳細には、増幅器入力が大きいほど小さい値をとる方がゲイン特性であり、増幅器入力が大きいほど大きい値をとる方が位相特性である。また、図１０Ｂ〜図１０Ｅに示す矢印は、変調信号の平均電力の位置を指している。図１０Ｂ及び図１０Ｄ、或いは、図１０Ｃ及び図１０Ｅからわかるように、変調信号を用いる場合の特性は、ゲイン特性及び位相特性の双方とも平均電力の差分だけシフトした形となる。すなわち、実施例１や２のように、電力変動に応じて歪補償係数をシフトさせる手法は、ゲイン特性及び位相特性を上下させるだけとなるため、歪補償係数の最適値からのずれ量が大きくなる場合もある。これらにより、実施例３では、歪補償係数を補正することでずれ量が大きくなることを抑制する。なお、実施例３に係る処理は、増幅器のゲイン特性が一定であれば行なわれなくても良い。

［実施例３に係る補正値出力処理］
次に、図１１を用いて、実施例３に係る補正値出力処理を説明する。図１１は、実施例３に係る補正値出力処理の流れの例を示すフローチャートである。

例えば、図１１に示すように、送信装置２００は、任意の出力電力時の電力値の平均と、一定時間における電力値の平均との差を算出する（ステップＳ２０１）。そして、送信装置２００は、算出した差値に対応する補正値を補正値テーブルから取得する（ステップＳ２０２）。続いて、送信装置２００は、取得した補正値を用いて歪補償係数を補正する（ステップＳ２０３）。なお、送信装置２００は、補正後の歪補償係数を用いて歪補償処理を実行する。

［実施例３による効果］
上述したように、送信装置２００は、任意の出力電力時の電力平均と、一定時間における電力平均との差から求めた補正値で歪補償係数を補正し、補正後の歪補償係数で歪補償処理を実行する。この結果、送信装置２００は、ゲイン調整した送信信号に対応する歪補償係数を、電力差に基づいた補正値で補正して歪補償処理を実行するので、通信品質の劣化をより抑制しつつ歪補償係数の収束速度を向上することができる。

さて、これまで本願に開示する送信装置の実施例について説明したが、上述した実施例以外にも種々の異なる形態にて実施されてよいものである。そこで、「送信装置の構成」において異なる実施例を説明する。

［送信装置の構成］
上記文書中や図面中等で示した処理手順、制御手順、具体的名称、各種のデータやパラメータ等を含む情報（例えば、ＬＵＴや補正値テーブルの内容等）については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。

また、図示した送信装置１００等の各構成要素は、機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は、図示のものに限られず、その全部又は一部を各種の負担や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合することができる。

図１２は、実施例１〜３とは異なる送信装置の構成例を示す図である。例えば、図１２に示すように、送信装置は、ゲインＧを送信信号に適用し、歪補償処理後のプリディストーション信号に対して、ゲインＧの逆数を適用する。ここで、図１２に示すプリディストーション部は、歪補償係数処理部１０４に対応する。これにより、送信装置は、級数型歪補償或いはＬＵＴ型歪補償にかかわらず、歪補償係数の収束速度の向上を実現できる。

図１３は、級数型歪補償の構成例を示す図である。例えば、図１３に示すように、送信装置は、入力信号ｘに対して高次の信号を生成し、次数毎に用意された係数を乗算する。そして、送信装置は、乗算後の信号全てを合成して歪補償の信号を生成する。但し、図１２で示したように、送信装置は、電力変動時に入力信号をゲインＧだけ大きくしており、プリディストーション信号ＰＤ（ｔ）を１／Ｇだけ小さくする。

１００送信装置
１０１電力測定部
１０２ゲイン調整部
１０３乗算器
１０４歪補償係数処理部
１０５乗算器
１０６ＤＡＣ
１０７乗算器
１０８発振器
１０９増幅器
１１０アンテナ
１１１乗算器
１１２発振器
１１３ＡＤＣ
１１４適応制御部

Claims

送信信号を増幅する増幅器を有し、該増幅器で増幅される前の前記送信信号に逆特性を与えることで、該増幅器の出力に発生する歪を予め補償する歪補償処理を実行する送信装置において、
送信信号の電力値と、前記歪補償処理に用いられる歪補償係数とを対応付けて記憶する歪補償係数記憶部と、
前記歪補償処理前の送信信号の電力を測定する電力測定部と、
前記電力測定部で測定した電力の平均に基づいて、あるタイミングから送信信号の電力変動が生じた場合に、該あるタイミングの送信信号の振幅に合わせて前記歪補償処理前の送信信号のゲインを調整するゲイン調整部と、
前記ゲイン調整部で調整した送信信号の電力値に対応する歪補償係数を、前記歪補償係数記憶部から取得し、取得した歪補償係数を用いて前記送信信号に対して歪補償処理を実行する歪補償処理部と、
前記増幅器で増幅した送信信号の電力と、前記歪補償処理前の送信信号の電力との誤差に基づいて、前記歪補償処理部で取得した歪補償係数に該当する、前記歪補償係数記憶部に記憶された歪補償係数の更新値を算出し、算出した更新値で前記歪補償係数記憶部に記憶された歪補償係数を更新する歪補償係数更新部と
を有することを特徴とする送信装置。
前記歪補償係数更新部は、前記あるタイミングの電力値の所定範囲外にある、前記歪補償係数記憶部に記憶された歪補償係数の更新を制限することを特徴とする請求項１に記載の送信装置。
前記あるタイミングの電力値の平均と、前記電力測定部で一定時間に測定した電力の平均との差に対応する、前記歪補償係数を補正する補正値を出力する補正値出力部をさらに有し、
前記歪補償処理部は、前記補正値出力部で出力した補正値を用いて、前記取得した歪補償係数を補正し、補正後の歪補償係数を用いて前記送信信号に対して歪補償処理を実行することを特徴とする請求項１に記載の送信装置。
前記歪補償係数更新部は、前記電力測定部で一定時間に測定した電力の平均と、前記送信信号の瞬時電力との差が一定値以下である場合に、前記補正値を更新することを特徴とする請求項３に記載の送信装置。
コンピュータによって実行される歪補償方法であって、
増幅器で増幅される前の送信信号に逆特性を与えることで、該増幅器の出力に発生する歪を予め補償する歪補償処理前の送信信号の電力を測定し、
測定した電力の平均に基づいて、あるタイミングから送信信号の電力変動が生じた場合に、該あるタイミングの送信信号の振幅に合わせて前記歪補償処理前の送信信号のゲインを調整し、
調整した送信信号の電力値に対応する歪補償係数を、送信信号の電力値と、前記歪補償処理に用いられる歪補償係数とを対応付けて記憶する記憶部から取得し、
取得した歪補償係数を用いて前記送信信号に対して歪補償処理を実行し、
前記増幅器で増幅された送信信号の電力と、前記歪補償処理前の送信信号の電力との誤差に基づいて、前記取得した歪補償係数に該当する、前記記憶部に記憶された歪補償係数の更新値を算出し、
算出した更新値で前記記憶部に記憶された歪補償係数を更新する
ことを特徴とする歪補償方法。