JP2013115594A - Power amplifier and amplification control method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power amplifier in which back-off is minimized and a C/N is improved, and a signal peak level adjusting method thereof.SOLUTION: CCDF of input/output of a CFR section 1, output of a DPD section 2 and loop-back signal of a signal outputted to an antenna is measured by CCDF monitoring sections 11, 13, 22, 24, respectively, and a peak setting section 14 and a peak adjusting section 12 are controlled in such a manner that PAPR of the CCDF measured by the CCDF monitoring section 24 is prevented from becoming narrower than that of the CCDF monitoring section 13.

Description

本発明の実施形態は、移動通信等の無線送信局の電力増幅器および増幅制御方法に関する。   Embodiments described herein relate generally to a power amplifier and an amplification control method for a radio transmission station such as mobile communication.

近年、LTEなどの携帯電話システムやWiMAXに代表される移動通信の無線ブロードバンドで採用されているOFDM変調方式は、干渉に強い特性を持つので受信端末でのキャパシティ向上に大きく貢献する。一方で、複数のサブキャリアを併せ持つことによる平均信号レベルに対するピーク信号レベル(PAPR:Peak to Average Power Ratio)の増大により、基地局送信機の電力増幅器に高いリニアリティが要求され、基地局送信機の消費電力を増大させている。   In recent years, OFDM modulation systems adopted in mobile broadband systems such as LTE and mobile communication typified by WiMAX have a strong resistance to interference, and thus greatly contribute to improving the capacity of receiving terminals. On the other hand, the increase in the peak signal level (PAPR: Peak to Average Power Ratio) relative to the average signal level due to the combination of a plurality of subcarriers requires a high linearity in the power amplifier of the base station transmitter. Power consumption is increased.

電力増幅器の大出力時非線形領域においては、信号レベルが低下、もしくはクリップされ、リニアリティが低下する。そのため電力増幅器へ入力されるピーク信号レベルを事前に抑圧する機能(CFR:Crest Factor Reduction)を搭載し、DPD(Digital Pre-distortion:デジタル予歪)処理と組合せて電力増幅器の歪みを補償する高効率化およびリニアリティの確保を図る技術が生まれている(例えば、特許文献1。)。   In the non-linear region at the time of high output of the power amplifier, the signal level is lowered or clipped, and the linearity is lowered. For this reason, a function (CFR: Crest Factor Reduction) that suppresses the peak signal level input to the power amplifier in advance is installed and combined with DPD (Digital Pre-distortion) processing to compensate for power amplifier distortion. A technique for improving efficiency and ensuring linearity has been born (for example, Patent Document 1).

また、DPD処理においては、電力増幅器で生じる非線形特性を推定し、その逆特性を出力するため、入力信号よりも高いピークを持つデジタル信号にして補正入力するのが一般的である。   In DPD processing, in order to estimate the non-linear characteristic generated in the power amplifier and output the inverse characteristic thereof, it is common to correct and input a digital signal having a higher peak than the input signal.

このためDPD処理回路が出力するピークレベルは電力増幅器の非線形特性が強いほどに高くなるので出力信号が飽和しない最大値(以下、0dBFSと呼ぶ。)を超えないようにバックオフ量が設定される。   For this reason, the peak level output from the DPD processing circuit becomes higher as the nonlinear characteristic of the power amplifier becomes stronger, so the back-off amount is set so as not to exceed the maximum value at which the output signal is not saturated (hereinafter referred to as 0 dBFS). .

このバックオフ量はPAPRと電力増幅器のリニアリティ・利得変動、および量産時のばらつきや環境変動要因などを考慮した設計マージンを含めて決められ、0dBFSに対して過剰なマージンとなっていることも多かった。   This back-off amount is determined including the linearity and gain fluctuations of the PAPR and power amplifier, and the design margin taking into account variations during mass production and environmental fluctuation factors, and is often an excess margin with respect to 0 dBFS. It was.

マージンが増えると、デジタル回路部においては低信号レベルでそのマージン相当分の信号ダイナミックレンジに相当するビット数が消費される結果、C/Nが劣化し、基地局送信機の品質を計るバロメータであるEVM(Error Vector Magnitude)特性などを低下させる問題が有った。   When the margin is increased, the digital circuit section consumes a bit number corresponding to the signal dynamic range corresponding to the margin at a low signal level. As a result, the C / N deteriorates, and a barometer for measuring the quality of the base station transmitter. There is a problem of deteriorating certain EVM (Error Vector Magnitude) characteristics.

特開2010―166454号公報JP 2010-166454 A

従来の電力増幅器では、ピーク出力に対するバックオフを設けることにより生じるマージンからデジタル処理の有効ビット数が消費されC/Nが劣化する問題があった。   The conventional power amplifier has a problem that the effective bit number of digital processing is consumed from the margin caused by providing a back-off for the peak output and the C / N deteriorates.

本発明が解決しようとする課題は、バックオフを最小化するC/Nの良い電力増幅器とその信号ピークレベル調整方法を提供することである。   The problem to be solved by the present invention is to provide a power amplifier with good C / N that minimizes back-off and its signal peak level adjusting method.

上記目的を達成するために、本実施形態の電力増幅器は、高速デジタル変調信号の入力信号のピークレベルを制限して出力するCFR手段と、前記レベル制限された信号にDPDを施すDPD手段とを備えて、前記入力信号を電力増幅する電力増幅器において、ピーク値を制限する制御情報が入力され、それに従って前記高速デジタル変調信号のピークレベルを制限して出力するCFR手段と、前記CFR手段から出力される信号が入力され、その入力信号にDPDを施して出力するか、または前記施すDPDを調整する補償情報を入力して更にDPDを施して出力するDPD手段と、前記DPDを施された信号が入力され、その入力信号を電力増幅して出力する終段増幅部と、前記CFR手段の入力と、出力と、前記DPD手段の出力と、前記終段増幅部の出力の各CCDFを測定した結果をそれぞれPAPRをパラメータとしてプロットしたデータにして出力するCCDFモニタ手段と、前記各プロットしたデータが入力され、入力される各プロットデータを前記終段増幅部の出力のプロットデータと比較し、前記CFR手段がカットするピークカットレベルを制限する制御情報と、前記DPD手段が前記施すDPDを調整する補償情報とのうち少なくともいずれか一つを出力することにより前記終段増幅部へ入力される信号のレベルを制御する制御手段とを備えることを特徴とする。   In order to achieve the above object, the power amplifier according to the present embodiment includes CFR means for limiting the peak level of the input signal of the high-speed digital modulation signal and DPD means for applying DPD to the level-limited signal. A power amplifier for amplifying power of the input signal, wherein control information for limiting a peak value is input, and the peak level of the high-speed digital modulation signal is limited and output in accordance therewith, and output from the CFR means The DPD means for inputting the compensation information for applying the DPD to the input signal and outputting it, or applying the compensation information for adjusting the DPD to be applied, and further outputting the DPD, and the signal subjected to the DPD Is input, and the final stage amplifier that amplifies and outputs the input signal, the input of the CFR means, the output, the output of the DPD means, The CCDF monitor means for outputting the result of measuring each CCDF of the output of the final stage amplification unit as data plotted using PAPR as a parameter, and the plotted data are input, and the input plot data is input to the final data. Output at least one of control information for limiting the peak cut level cut by the CFR means and compensation information for adjusting the DPD applied by the DPD means, compared with the plot data of the output of the stage amplification unit And a control means for controlling the level of the signal input to the final stage amplifying unit.

また、本発明の電力増幅器の増幅制御方法は、高速デジタル変調信号が入力されるCFR手段と、CCDFモニタ手段と、前記CFR手段から出力された信号にDPDを施すDPD手段と、終段増幅部と、制御手段とを備え、前記高速デジタル変調信号を電力増幅する電力増幅器の増幅制御方法において、前記CFR手段は、前記制御手段から入力されるピーク値を制限する制御情報に従って前記高速デジタル変調信号のピークレベルを制限して出力し、前記CFR手段から出力される信号が入力される前記DPD手段は、その入力される信号にDPDを施して出力するか、または前記制御手段から入力されて前記施すDPDを調整する補償情報に従って更にDPDを施して出力し、前記DPDを施された信号が入力される前記終段増幅部は、その入力された信号を電力増幅して出力し、前記CCDFモニタ手段は、前記CFR手段の入力と、出力と、前記DPD手段の出力と、前記終段増幅部の出力の各CCDFを測定した結果をそれぞれPAPRをパラメータとしてプロットしたデータにして出力し、前記各プロットしたデータが入力される前記制御手段は、入力される各プロットデータを前記終段増幅部の出力のプロットデータと比較し、前記CFR手段がカットするピークカットレベルを制限する制御情報と、前記DPD手段が前記DPDを調整する補償情報とのうち少なくともいずれか一つを出力することにより前記終段増幅部へ入力される信号のレベルを制御することを特徴とする。   The power amplifier amplification control method according to the present invention includes a CFR means to which a high-speed digital modulation signal is input, a CCDF monitor means, a DPD means for applying DPD to a signal output from the CFR means, and a final stage amplification section. And a control means, wherein the CFR means controls the high-speed digital modulation signal according to control information for limiting a peak value input from the control means. The DPD means to which the signal output from the CFR means is input is output by applying DPD to the input signal, or input from the control means and the In accordance with compensation information for adjusting the DPD to be applied, the DPD is further output after being output, and the final stage amplification unit to which the signal subjected to the DPD is input is The input signal is amplified and output, and the CCDF monitoring means measures the CCDF of the input and output of the CFR means, the output of the DPD means, and the output of the final stage amplifying unit. Each of which is output as data plotted with PAPR as a parameter, and the control means to which each of the plotted data is input compares each of the input plot data with the plot data of the output of the final stage amplification unit, A signal input to the final stage amplification unit by outputting at least one of control information for limiting the peak cut level cut by the CFR means and compensation information for adjusting the DPD by the DPD means. It is characterized by controlling the level.

本実施形態に係わる電力増幅器の動作を説明する機能ブロック図。The functional block diagram explaining operation | movement of the power amplifier concerning this embodiment. 出力信号のマージンとデジタルビット数との関係を示す概念図。The conceptual diagram which shows the relationship between the margin of an output signal, and the number of digital bits. 本実施形態に係わる電力増幅器のCCDF測定例。The CCDF measurement example of the power amplifier concerning this embodiment. 本実施形態に係わる電力増幅器のピークレベル調整の処理手順を説明するフローチャート。The flowchart explaining the processing procedure of the peak level adjustment of the power amplifier concerning this embodiment. 本実施形態の電力増幅器のCCDFと最大出力の関係を説明する図。The figure explaining the relationship between CCDF and the maximum output of the power amplifier of this embodiment. 本実施形態の電力増幅器の動作レベル設定条件を説明する図。The figure explaining the operation level setting conditions of the power amplifier of this embodiment. CCDFの変化を説明する図。The figure explaining the change of CCDF. 本実施形態の終段増幅部の利得変化時の入出力特性を示す図。The figure which shows the input-output characteristic at the time of the gain change of the last stage amplifier of this embodiment. 本実施形態の終段増幅器の利得変動とCCDFの関係を示す図。The figure which shows the relationship of the gain fluctuation | variation of the last stage amplifier of this embodiment, and CCDF. 本実施形態の終段増幅部の利得シフト時の入出力特性を示す図。The figure which shows the input-output characteristic at the time of the gain shift of the final stage amplification part of this embodiment. 本実施形態の終段増幅部の利得低下シフト時の補正を示す図。The figure which shows the correction | amendment at the time of the gain fall shift of the final stage amplifier of this embodiment. 本実施例のCCDFを観測して補正する場合の対応の例を示す図。The figure which shows the example of a response | compatibility in the case of observing and correcting CCDF of a present Example.

以下実施形態の電力増幅器を図面を参照して説明する。   A power amplifier according to an embodiment will be described below with reference to the drawings.

図1は、本実施形態に係わる電力増幅器の動作を説明する機能ブロック図である。
図1において、電力増幅器PAは、高速デジタル変調信号が入力され、そのピークレベルを所定の値に調整する(以下、ピーク処理と呼ぶ。)CFR部1、CFR部1でピーク処理された信号を入力してDPD処理を施すDPD部2、DPD処理されたデジタル信号をIF帯のアナログ信号に変換するD/A(デジタル/アナログ変換部)3、IF帯信号を送信電波のRF信号に変換するミキサ4、終段増幅部5、アンテナ6、RF信号の一部をループバック信号として取り出すカプラ61、ループバック信号をIF帯の信号に変換するミキサ41、IF帯の信号をA/D変換するA/D(アナログ/デジタル変換部)31とを備える。
FIG. 1 is a functional block diagram for explaining the operation of the power amplifier according to the present embodiment.
In FIG. 1, the power amplifier PA receives a high-speed digital modulation signal and adjusts the peak level to a predetermined value (hereinafter referred to as peak processing). The signals subjected to peak processing by the CFR unit 1 and the CFR unit 1 DPD unit 2 that performs input and DPD processing, D / A (digital / analog conversion unit) 3 that converts a DPD-processed digital signal into an analog signal in the IF band, and converts the IF band signal into an RF signal of a transmission radio wave Mixer 4, final stage amplifier 5, antenna 6, coupler 61 that extracts a part of the RF signal as a loopback signal, mixer 41 that converts the loopback signal into an IF band signal, and A / D conversion of the IF band signal And an A / D (analog / digital converter) 31.

CFR部1は、入力されるOFDM変調信号の様な高速デジタル変調信号のCCDF(Complementary Cumulative Distribution Function)をモニタするCCDFモニタ部11と、ループバック信号からピーク設定情報を生成するピーク設定部14と、それから入力されるピーク設定情報に従ってデジタル変調信号のピーク値を所定のレベルに調整するピーク調整部12と、ピーク調整された信号のCCDFをモニタするCCDFモニタ部13とを備えている。   The CFR unit 1 includes a CCDF monitor unit 11 that monitors a CCDF (Complementary Cumulative Distribution Function) of a high-speed digital modulation signal such as an input OFDM modulation signal, a peak setting unit 14 that generates peak setting information from a loopback signal, A peak adjustment unit 12 that adjusts the peak value of the digital modulation signal to a predetermined level in accordance with the peak setting information that is input therefrom, and a CCDF monitor unit 13 that monitors the CCDF of the peak-adjusted signal.

また、DPD部2は、CFR部1から出力されたデジタル変調信号に所定の手順に従ってDPDを施すDPD補正部21、DPDが施された信号のCCDFをモニタするCCDFモニタ部22、またIF帯のループバック信号のCCDFをモニタするCCDFモニタ部24と、ループバック信号から所要のDPD量を推定し、推定したDPD補正をするためのデータをDPD補正部21へ出力するDPD信号推定部23とを備えている。   The DPD unit 2 includes a DPD correction unit 21 that performs DPD on the digital modulation signal output from the CFR unit 1 according to a predetermined procedure, a CCDF monitor unit 22 that monitors the CCDF of the signal subjected to DPD, and an IF band A CCDF monitor unit 24 that monitors the CCDF of the loopback signal, and a DPD signal estimation unit 23 that estimates a required DPD amount from the loopback signal and outputs data for performing the estimated DPD correction to the DPD correction unit 21. I have.

これらのCFR部1とDPD部2とは、一つ、または複数のFPGA(Field Programmable Gate Array)または、LSIなどによるデジタル処理回路で構成される。そして、更にこれらの機能、動作をする各構成を全体的に監視制御するCPU(制御処理部)7が存在する。   The CFR unit 1 and the DPD unit 2 are configured by one or a plurality of FPGAs (Field Programmable Gate Arrays) or digital processing circuits such as LSIs. Further, there is a CPU (control processing unit) 7 that supervises and controls each component that performs these functions and operations.

まず、本実施形態の電力増幅器PAの基本動作を説明する。CFR部1からDPD補正部21に、はじめは、ピーク処理されていないデジタル変調信号が入力される。DPD推定部23は、この入力信号に対して図示されていない内部のLUT(Look Up Table)を参照し所要のDPD歪補正を行いつつ、また終段増幅部5からのループバック信号を取り込み、入出力差を最小化するよう更に補償を加えるDPDを実施する。   First, the basic operation of the power amplifier PA of this embodiment will be described. Initially, a digital modulation signal not subjected to peak processing is input from the CFR unit 1 to the DPD correction unit 21. The DPD estimation unit 23 refers to an internal LUT (Look Up Table) (not shown) with respect to this input signal, performs the necessary DPD distortion correction, and takes in the loopback signal from the final stage amplification unit 5. Implement DPD with additional compensation to minimize input / output differences.

ループバック信号は、CCDFモニタ24とピーク設定部14とへ入力される。ピーク設定部14は、予め設定されたレベル以上のループバック信号が入力すると、そのレベルを抑えて終段増幅部5の出力が飽和しないようにCFR処理によりピークカットを行っている。ピーク設定部14は、このループバック信号を監視して終段増幅部5の出力が飽和しそうになった場合、入力信号のレベルを制限する信号をピーク調整部12へ出力する。これにより、出力マージンが最小化出来るのでデジタル処理でのビットを無駄なく、すべて使用出来るので、低レベルまでデジタル信号処理をしてC/Nの改善が図れる。   The loopback signal is input to the CCDF monitor 24 and the peak setting unit 14. When a loopback signal having a level higher than a preset level is input, the peak setting unit 14 performs peak cutting by CFR processing so that the level is suppressed and the output of the final stage amplification unit 5 is not saturated. The peak setting unit 14 monitors the loopback signal and outputs a signal for limiting the level of the input signal to the peak adjustment unit 12 when the output of the final stage amplification unit 5 is likely to be saturated. As a result, since the output margin can be minimized, all the bits in the digital processing can be used without waste, so that digital signal processing can be performed to a low level to improve C / N.

図2は、出力信号のマージンとデジタル信号処理のビット処理数との関係を示す概念図である。
電力増幅器では、出力飽和を防ぐためバックオフをとっている場合、図2(a1)の様な、マージンとして最大振幅に対してmビットが消費される。その結果有効ビットは、例えば16bit処理をしている場合は有効ビット数が16−mビットしかなくなる。信号波形で見ると、図2(b1)の様に、等価的にはmビット分低い信号レベルでのノイズレベルが上昇したのと同じ事になり、C/Nが劣化する。
FIG. 2 is a conceptual diagram showing the relationship between the margin of the output signal and the number of bits processed in digital signal processing.
In the power amplifier, when the back-off is taken in order to prevent output saturation, m bits are consumed with respect to the maximum amplitude as a margin as shown in FIG. As a result, the effective bit number is only 16-m bits when, for example, 16-bit processing is performed. In terms of the signal waveform, as shown in FIG. 2 (b1), equivalently, the noise level at a signal level lower by m bits is the same, and C / N is deteriorated.

そこで、本実施形態のようにCFRを用いてピークレベル、すなわち最大振幅を制限し、かつ制限された最大振幅値をデジタル処理のMSB(Most Significant Bit)に合わせる様にすれば、デジタル処理をしているビット数は16bitフルスケールが使用できるので低信号レベルのLSB(Least Significant Bit)までノイズレベルを下げることになる。言い換えれば、CFRを用いることによって、ピーク飽和を抑えるのみならず、低い信号レベルまで処理可能なのでC/Nを向上することが出来る(図2(a2)図2(b2)参照。)。   Therefore, if the peak level, that is, the maximum amplitude is limited using the CFR as in this embodiment, and the limited maximum amplitude value is matched with the MSB (Most Significant Bit) of the digital processing, the digital processing is performed. Since the 16-bit full scale can be used for the number of bits, the noise level is lowered to a low signal level LSB (Least Significant Bit). In other words, the use of CFR not only suppresses peak saturation, but also enables processing up to a low signal level, so that C / N can be improved (see FIG. 2 (a2) and FIG. 2 (b2)).

次にCCDFを監視して更にC/Nを改善する動作を説明する。
図3は、本実施形態における電力増幅器のCCDF測定例でCCDFとPAPRとの関係を説明する図、図4は、CCDF測定を行いピークレベル調整をする処理手順を説明するフローチャートである。
以下、図3、図4を参照してCFRを制御する手順を説明する。
一般に平均信号電力に対するピーク信号レベルの分布を示すものとしてCCDF特性を描くことが多い。図1に示される電力増幅器PAは、ピーク調整部12の入力と出力、DPD補正部21の出力、およびA/D31でデジタル変換された終段増幅部5からのループバック信号それぞれをCCDFモニタ部11、13、22、24により監視する(ステップs1)。
Next, the operation for monitoring the CCDF to further improve the C / N will be described.
FIG. 3 is a diagram for explaining the relationship between CCDF and PAPR in a CCDF measurement example of the power amplifier in this embodiment, and FIG. 4 is a flowchart for explaining a processing procedure for performing CCDF measurement and adjusting a peak level.
Hereinafter, the procedure for controlling the CFR will be described with reference to FIGS.
In general, the CCDF characteristic is often drawn as a distribution of the peak signal level with respect to the average signal power. The power amplifier PA shown in FIG. 1 has a CCDF monitor unit that outputs the input and output of the peak adjustment unit 12, the output of the DPD correction unit 21, and the loopback signal from the final stage amplification unit 5 digitally converted by the A / D 31. 11, 13, 22, and 24 (step s1).

各CCDFモニタが測定するCCDF(パワー相補累積分布関数)曲線は、デジタル変調信号の高レベル・パワー統計の測定曲線である。測定曲線は、波形が所定のパワー・レベル以上にある時間で定義され、信号が所定のレベル以上になっている時間の割合を、特定のパワー・レベルの確率とする。CCDFパワーを統計測定する信号処理は、FPGA等を使用したデジタル信号処理によってチャネル帯域幅内の入力信号をサンプリングし、演算処理してCCDF測定データを図3の様に曲線データとしてプロットする。データのプロット結果は図示されないデータバス等により各CCDFモニタからCPU7へ伝送される。CPU7は、図1のピーク設定部14、およびDPD推定部23が実行する動作の制御を行う。   The CCDF (power complementary cumulative distribution function) curve measured by each CCDF monitor is a measurement curve for high-level power statistics of a digital modulation signal. The measurement curve is defined as the time when the waveform is above a predetermined power level, and the ratio of the time when the signal is above the predetermined level is defined as the probability of the specific power level. In the signal processing for statistically measuring the CCDF power, the input signal within the channel bandwidth is sampled by digital signal processing using an FPGA or the like, the arithmetic processing is performed, and the CCDF measurement data is plotted as curve data as shown in FIG. The data plot result is transmitted from each CCDF monitor to the CPU 7 via a data bus (not shown). The CPU 7 controls operations performed by the peak setting unit 14 and the DPD estimation unit 23 in FIG.

図3では、CFRの入力部のCCDFモニタ11での測定は曲線ci、CFRの出力部のCCDFモニタ13では曲線coの様になる。曲線coは、CFR処理によってピークカットによって曲線ciよりも内側(左)に収まる。CPU7が内部メモリに参照データとしてこの両曲線を記憶する(ステップs2)。   In FIG. 3, the measurement at the CCDF monitor 11 at the input portion of the CFR is as shown by a curve ci, and at the CCDF monitor 13 at the output portion of the CFR is a curve co. The curve co falls inside (left) from the curve ci by the peak cut by the CFR process. The CPU 7 stores both the curves as reference data in the internal memory (step s2).

CCDFモニタ22、24でDPD補正後、および送信電波としてのデジタル変調信号のCCDFが同様に測定され、DPD2の出力部と、ループバック信号の測定結果をCPU7がこれらの測定結果を曲線ci、曲線coのデータと比較する(ステップs3)。   After the DPD correction by the CCDF monitors 22 and 24 and the CCDF of the digital modulation signal as the transmission radio wave are measured in the same manner, the CPU 7 shows the measurement result of the output part of the DPD2 and the loopback signal as the curve ci, the curve Compare with the data of co (step s3).

そして、曲線coと比較して例えば、ループバック信号の測定曲線が図3(b)の曲線CXの様に更に曲線coよりも内側にない場合、(ステップs4がNo。)(ここでは、CCDFのPAPRがCFR処理時よりも狭くなると称する。)適正なCFR、DPDが掛けられ、適正なデジタル処理部出力になっている状況である。   If, for example, the measurement curve of the loopback signal is not further inside than the curve co as in the curve CX in FIG. 3B compared with the curve co (No in step s4) (here, CCDF This is a situation where appropriate CFR and DPD are applied and an appropriate digital processing unit output is obtained.

なお、曲線CXが曲線ciと曲線coとの間に有れば理想的状態である。例えば、CCDFモニタ部22での測定曲線は、CFR部1でピークがクリップされた影響や飽和に対してDPD処理により曲線ciに近づく様になることもある。   Note that an ideal state is obtained when the curve CX is between the curve ci and the curve co. For example, the measurement curve in the CCDF monitor unit 22 may approach the curve ci by the DPD process with respect to the influence or saturation of the peak clipped in the CFR unit 1.

CCDFモニタ部24での測定曲線が図3(c)の曲線CZの様に曲線coの内側に有れば(ステップs4がYes。)、CPU7はデジタル信号処理部の出力レベルが高く、ピークが設定最大値の0dBFSを超えている可能性があると判定して、CPU7、すなわちピーク設定部14は、D/A3への入力レベルを低く抑えるためにピーク調整部12に対してピーク制限レベルをさげるCFRの指示を行う(ステップs5)信号を出力する。また、DPD推定部23としてDPD補正部21対して補正利得量を下げるか、または、変調信号の基準出力レベルを変更する等の平均出力レベルを低下させる指示を行う。   If the measurement curve of the CCDF monitor unit 24 is inside the curve co as shown by the curve CZ in FIG. 3C (Yes in step s4), the CPU 7 has a high output level of the digital signal processing unit and a peak is present. The CPU 7, that is, the peak setting unit 14 determines that there is a possibility that the set maximum value 0 dBFS may be exceeded, and sets the peak limit level to the peak adjustment unit 12 in order to keep the input level to the D / A 3 low. A signal for instructing CFR to be reduced (step s5) is output. In addition, the DPD estimation unit 23 instructs the DPD correction unit 21 to reduce the correction gain amount or to reduce the average output level such as changing the reference output level of the modulation signal.

また、CCDFモニタ部24での測定曲線が曲線ciよりも外側(右)に有る場合(ステップs4がNo。ステップs6がYes。)、すなわち、PAPRが大きくなるとCPU7は、その補正をするため、平均出力レベルを上げる(ステップs7)制御をする。原因としては、マージンが生じているか、または終段増幅器5の利得が変化しているか、それともDPDが過剰に行われるかのいずれか、又は複合している可能性がある。CCDFモニタ部24での測定曲線が曲線ciの内側に来るようにCFRのピークカットレベルを調整するか、または、DPDの補正を行う。   In addition, when the measurement curve in the CCDF monitor unit 24 is outside (right) from the curve ci (step s4 is No. Step s6 is Yes), that is, when the PAPR increases, the CPU 7 corrects it. The average output level is raised (step s7). As a cause, there is a possibility that a margin is generated, the gain of the final stage amplifier 5 is changed, DPD is excessively performed, or a combination thereof. The CFR peak cut level is adjusted or the DPD is corrected so that the measurement curve of the CCDF monitor unit 24 is located inside the curve ci.

以下、その対応方法について説明する。   Hereinafter, the corresponding method will be described.

図5は、電力増幅器PAのCCDFと最大出力の関係を説明する図、図6は、電力増幅器PAの動作レベル設定条件を説明する図である。   FIG. 5 is a diagram for explaining the relationship between the CCDF of the power amplifier PA and the maximum output, and FIG. 6 is a diagram for explaining the operating level setting conditions of the power amplifier PA.

図6において、電力増幅器PAからの最大出力に対する余裕を1dBで有るとする。ここで、終段増幅部5の出力レベルが1dB低下するポイントをP1dBとし、P1dB=10dBとした場合、電力増幅器PAへの入力信号がPAPR≦11dBであれば出力においてP1dBを超えることはない。   In FIG. 6, it is assumed that the margin for the maximum output from the power amplifier PA is 1 dB. Here, when the point at which the output level of the final stage amplifier 5 decreases by 1 dB is P1 dB and P1 dB = 10 dB, if the input signal to the power amplifier PA is PAPR ≦ 11 dB, the output does not exceed P1 dB.

従って図5において、曲線CCDFで示される出力信号をPAPR≦11dBの範囲で制御すればよい。このときのCCDFモニタ曲線CqはP1dB(点線)より左側にピークポイントが来ていることがわかる。この時のD/A3出力におけるPAPR≦11dBであることから、図6に示される0dBFSから11dBバックオフしたポイントに信号の平均レベルを設定することでD/A3における最大C/Nを得ることができる。   Therefore, in FIG. 5, the output signal indicated by the curve CCDF may be controlled within the range of PAPR ≦ 11 dB. It can be seen that the CCDF monitor curve Cq at this time has a peak point on the left side of P1 dB (dotted line). Since PAPR ≦ 11 dB in the D / A3 output at this time, the maximum C / N in D / A3 can be obtained by setting the average level of the signal at the point of 11 dB backoff from 0 dBFS shown in FIG. it can.

図6において、右肩下がりの無補正特性c2の曲線は、終段増幅器5自体の入出力特性である。またDAC出力c1の曲線は前述の右肩下がりを補正する、DPDを施した入出力特性曲線である。この補正によりMSB、すなわち0dBFS迄は入出力は直線性を保ち1dBの余裕を持つことになる。   In FIG. 6, the curve of the uncorrected characteristic c2 that descends to the right is the input / output characteristic of the final amplifier 5 itself. Further, the curve of the DAC output c1 is an input / output characteristic curve subjected to DPD for correcting the above-described downward slope. By this correction, the input / output remains linear until the MSB, that is, 0 dBFS, and has a margin of 1 dB.

図7は、CCDFの変化を説明する図である。
図7の点線部の様に以下の原因でCCDFモニタ曲線がP1dBよりも右側に来る場合は信号の劣化が生じることが考えられる。これを以下のような制御機能を用いてCFRのピークを設定し、それによりDAC出力レベルを最適化することが可能となり最適なC/Nを実現することができる。
FIG. 7 is a diagram for explaining changes in the CCDF.
When the CCDF monitor curve is on the right side of P1 dB due to the following reasons as indicated by the dotted line in FIG. 7, it is considered that the signal is deteriorated. By setting the peak of CFR using the following control function, it is possible to optimize the DAC output level and realize an optimum C / N.

ケース1.入力信号(入力モニタ信号ci)のPAPRが想定値よりも大きい場合。   Case 1. The PAPR of the input signal (input monitor signal ci) is larger than the assumed value.

入力信号のPAPRが想定値よりも大きい場合、CFR部1のピーク調整部12は、カット閾値が緩やかな特性を持つため、ピークカットし切れずにCFR部1の出力信号(出力モニタ信号co)のPAPRが大きくなってしまうことがある。   When the PAPR of the input signal is larger than the assumed value, the peak adjusting unit 12 of the CFR unit 1 has a characteristic that the cut threshold is gentle, so that the output signal (output monitor signal co) of the CFR unit 1 does not completely cut the peak. May increase the PAPR.

理由は、移動通信基地局から入力される信号特性は、接続端末数が増えればランダム性が高まりガウス特性に近づくと考えられるが、まれに、ある相関を持った信号が生まれ、ピークが大きくなる場合があると考えられている。この場合、想定したカットレベルを超えた信号のピークレベルが、本来のP1dBを越えてしまう。   The reason is that the signal characteristics input from the mobile communication base station are considered to increase in randomness and approach the Gaussian characteristics as the number of connected terminals increases, but in rare cases, a signal with a certain correlation is born and the peak increases. It is thought that there may be cases. In this case, the peak level of the signal exceeding the assumed cut level exceeds the original P1 dB.

CPU7は、入力信号の平均とピーク、すなわちCCDFモニタ11の信号ciとCCDFモニタ部13の信号coと、CCDFモニタ部24のCCDFモニタ信号cqとを常時監視している。CPU7は、CCDFモニタ信号cqの曲線が信号ciの内側にあり、かつPA1dBを越えないかを監視している。   The CPU 7 constantly monitors the average and peak of the input signals, that is, the signal ci of the CCDF monitor 11, the signal co of the CCDF monitor unit 13, and the CCDF monitor signal cq of the CCDF monitor unit 24. The CPU 7 monitors whether the curve of the CCDF monitor signal cq is inside the signal ci and does not exceed PA1 dB.

通常の運用ではPAPRの値は大きく変化しないが、CPU7は、CCDFモニタ11の信号ciの状態を継続して監視すると共に、予め想定した信号ciのPAPRと比較している。例えば、1分間程度の間隔で平均を調べ標準値よりも大きくなる状態が続いた場合、ピークカットレベルを下げる制御を行う。すなわち、想定値を越えた場合、ピーク設定部14がピーク調整部12を制御してピークカットレベルを下げることによってD/A3への入力信号のピーク値をP1dB相当値から超えないように調整することが出来る。   Although the value of PAPR does not change greatly in normal operation, the CPU 7 continuously monitors the state of the signal ci of the CCDF monitor 11 and compares it with the PAPR of the signal ci assumed in advance. For example, if the average is checked at intervals of about 1 minute and continues to become larger than the standard value, control is performed to lower the peak cut level. That is, when the estimated value is exceeded, the peak setting unit 14 controls the peak adjusting unit 12 to lower the peak cut level so that the peak value of the input signal to the D / A 3 is adjusted so as not to exceed the P1 dB equivalent value. I can do it.

また、CPU7は、CCDFモニタ部13におけるPAPRを調べ、ciと比較してPAPRが下がらず所期の値の圧縮効果が無い場合も同様にピークカットレベルを下げても良い。また、CPU7は、信号ciのPAPR、または、CCDFモニタ部13におけるPAPRが所期のものとなれば、デフォルトのピークカットレベルよりも下げたレベルを、元のデフォルトのピークカットレベルへ戻す処理を行う。   In addition, the CPU 7 may check the PAPR in the CCDF monitor unit 13 and similarly reduce the peak cut level when the PAPR does not decrease and there is no compression effect of the expected value as compared with ci. Further, if the PAPR of the signal ci or the PAPR in the CCDF monitor unit 13 becomes the intended one, the CPU 7 performs processing for returning the level lower than the default peak cut level to the original default peak cut level. Do.

ケース2.終段増幅部5(電力増幅器PA)の利得が変化した場合。   Case 2. When the gain of the final stage amplifier 5 (power amplifier PA) changes.

図8は、終段増幅部5の利得変化時の入出力特性を示す図、図9は、利得変動とCCDFの関係を示す図である。
図8において、終段増幅部5の利得低下時は、入出力曲線の利得低下Gdで示され、出力飽和レベルが変化しない場合、入出力特性は、利得が低下する場合、傾斜が緩くなり、図9と同様に右へシフトし、一方、利得上昇時は傾斜がきつくなり左へシフトする。
FIG. 8 is a diagram showing input / output characteristics when the gain of the final stage amplifying unit 5 is changed, and FIG. 9 is a diagram showing a relationship between gain fluctuation and CCDF.
In FIG. 8, when the gain of the final stage amplifying unit 5 is decreased, it is indicated by the gain decrease Gd of the input / output curve. When the output saturation level does not change, the input / output characteristics have a gentle slope when the gain decreases. As in FIG. 9, the shift is to the right. On the other hand, when the gain is increased, the slope becomes steep and shifts to the left.

ここでは、CCDFを監視して利得変化を補償する第2の補償型DPDを施す方法について説明する。終段増幅部5の入力信号、出力信号のCCDFをそれぞれ監視すると、図9の様に利得低下時は、CCDFモニタ部24でのCCDFモニタ曲線は、CDFモニタ部22でのCCDF曲線、または予め標準状態として想定された基準利得Gaの曲線よりも利得低下Gdの曲線で示されるように右へシフトする。CPU7は、この両CCDF曲線を比較することにより、終段増幅部5が利得低下していることを検出する。(言うまでもないが利得増加時は、この逆となる。   Here, a method of applying the second compensation type DPD for monitoring the CCDF and compensating for the gain change will be described. When the CCDF of the input signal and output signal of the final stage amplifying unit 5 are monitored, when the gain is lowered as shown in FIG. 9, the CCDF monitor curve in the CCDF monitor unit 24 is the CCDF curve in the CDF monitor unit 22 or in advance. The curve shifts to the right as shown by the curve of the gain reduction Gd rather than the curve of the reference gain Ga assumed as the standard state. The CPU 7 detects that the gain of the final stage amplifying unit 5 is reduced by comparing both the CCDF curves. (Needless to say, the opposite is true when gain increases.

図8(a)に示されるように、利得低下時は、終段増幅部5の入出力曲線は傾斜が緩く、飽和点も右へ(より大入力時に)移動する。言い換えればP1dBも右へシフトする。CPU7は、監視中のCCDFモニタ曲線が利得低下していると判断した場合は、利得低下補正傾斜Gdcの点線で示されるようにをDPD推定部23のテーブルを補正して利得を上げて補正する。   As shown in FIG. 8A, when the gain is lowered, the input / output curve of the final stage amplifying unit 5 has a gentle slope, and the saturation point moves to the right (when the input is larger). In other words, P1 dB is also shifted to the right. When the CPU 7 determines that the gain of the CCDF monitor curve being monitored is decreasing, the CPU 7 corrects the table of the DPD estimation unit 23 by increasing the gain as indicated by the dotted line of the gain decrease correction gradient Gdc. .

しかし、標準入出力特性を中心として対称になるように単純に傾き補正をすると、標準状態に比べて低いレベル入力で0dBFSに相当するデジタル信号がD/A3に入力される。本来の高レベル入力信号が終段増幅器5が飽和する前のレベルでも増加しなくなるので電力増幅器全体としてはダイナミックレンジが低下してしまう問題が生じる。   However, if the inclination correction is simply performed so as to be symmetric with respect to the standard input / output characteristics, a digital signal corresponding to 0 dBFS is input to D / A 3 with a lower level input than in the standard state. Since the original high-level input signal does not increase even before the final stage amplifier 5 is saturated, the dynamic range of the power amplifier as a whole is lowered.

この対策として、図8(b)の点線で表される利得低下補正傾斜Gdc1の様にDPD補正は、基準利得(標準状態)のPA1dB相当の入力信号レベルまでは、0dBFSに相当するデジタル信号がD/A3に入力されないように傾きを抑えて補正量を抑えたDPD補正を行う。   As a countermeasure, DPD correction, such as a gain reduction correction gradient Gdc1 represented by a dotted line in FIG. 8B, is performed until a digital signal corresponding to 0 dBFS is obtained up to an input signal level corresponding to PA1 dB of the reference gain (standard state). DPD correction is performed with the inclination suppressed and the correction amount suppressed so as not to be input to D / A3.

また別の補正方法として、図8(b)の利得低下補正傾斜Gdc2の一点破線で表される様に、低入力レベルでは傾きを少なく補正し、有るレベル以上で、利得低下補正傾斜Gdcと同じ傾きで補正し、更に補正特性を右側(もしくは下側)へシフトさせ、出力が0dBFSとなる入力レベルが基準利得と同じになるように(バイアスを加える)DPD補正を行う。   As another correction method, as shown by a one-dot broken line in the gain reduction correction gradient Gdc2 in FIG. 8B, the inclination is corrected to be small at a low input level, and the gain reduction correction gradient Gdc is equal to or higher than a certain level. Correction is performed by tilting, and the correction characteristic is further shifted to the right (or lower), and DPD correction is performed so that the input level at which the output becomes 0 dBFS is the same as the reference gain (bias is added).

すなわち、CPU7は、CCDFモニタ部22とCCDFモニタ部24との差を抽出し、その差に対応した補正データ(テーブル)をDPD推定部23から読み出してDPD補正部21へ出力してDPDをさらに補償する。その結果、平均出力レベルが上がり、図5のCCDFモニタcqに相当する曲線(ピークレベル)は、P1dBの点線よりも内側に来る。   That is, the CPU 7 extracts the difference between the CCDF monitor unit 22 and the CCDF monitor unit 24, reads correction data (table) corresponding to the difference from the DPD estimation unit 23, and outputs it to the DPD correction unit 21 to further output the DPD. To compensate. As a result, the average output level rises, and the curve (peak level) corresponding to the CCDF monitor cq in FIG. 5 comes inside the dotted line of P1 dB.

これにより、入力レベルに対応する出力最大値MSBと飽和最大出力の適正なバックオフを保つことが出来、所定のC/Nも維持することが可能になる。   As a result, it is possible to maintain an appropriate backoff between the output maximum value MSB corresponding to the input level and the saturation maximum output, and it is possible to maintain a predetermined C / N.

この結果ピークベルがP1dBに納まるようCCDF特性を監視して入出力特性を左へシフトさせることになる。   As a result, the CCDF characteristics are monitored and the input / output characteristics are shifted to the left so that the peak bell falls within P1 dB.

利得上下は、純粋にはこの傾斜の変化で表現されるが実際には、後述の様に低信号レベル入力では傾斜が変化し、中レベルから出力が大きい飽和点近くでは、傾斜の変化よりも入出力特性が平行シフトする場合が見られる。このDPDによる利得補正を行うだけでなくピークベルがP1dBに納まるようピークカットを併せて補助的に行うことも有効である。 The gain up and down is purely expressed by this change in slope, but in reality, the slope changes at low signal level input as described later, and near the saturation point where the output is large from the middle level, rather than the change in slope. There are cases where the input / output characteristics shift in parallel. It is effective not only to perform gain correction by this DPD but also to supplementarily perform peak cut so that the peak bell falls within P1 dB.

ケース3.終段増幅器5のP1dBが変化する場合。(飽和開始点が変化する場合。)
図10は、本実施形態の終段増幅部の利得が低下シフト時の入出力特性、図11は、その補正を説明する図である。
この場合、図10に示すように終段増幅器5の線形性が温度などの変動により、利得が低下した場合と同様にCCDFモニタ曲線がP1dBラインを超えて右方向にシフトする場合がある(利得増加時は、上記と逆のシフト。)。
Case 3. When P1 dB of the final stage amplifier 5 changes. (When the saturation start point changes.)
FIG. 10 is a diagram illustrating input / output characteristics when the gain of the final-stage amplifier according to the present embodiment is shifted downward, and FIG. 11 is a diagram for explaining the correction.
In this case, as shown in FIG. 10, the CCDF monitor curve may shift to the right beyond the P1 dB line in the same way as when the gain decreases due to temperature or other fluctuations in the linearity of the final amplifier 5 (gain). When increasing, shift opposite to the above.)

低信号レベルでは動作バイアスの変動により利得が変化し、中レベル以上では基準利得になるものの高レベル入力では出力飽和レベルは同じでも、利得変化時に類似して飽和開始点(P1dB)が左右に変動する。   The gain changes due to fluctuations in the operating bias at low signal levels, and becomes a reference gain at medium and higher levels, but the output saturation level is the same at high level inputs, but the saturation start point (P1 dB) fluctuates left and right in the same way when the gain changes. To do.

図7のCCDF特性の変動特性cdの曲線と同様に、DPD補償される前の入出力特性は、図11(a)に変動特性Xdで示される様に本来の特性よりも右側にシフトする。この状態は、見かけ上利得が低下する場合と同様であるのでCPUは、先ずDPDによる利得補正を適用する事が考えられる。   Similar to the curve of the variation characteristic cd of the CCDF characteristic in FIG. 7, the input / output characteristic before DPD compensation is shifted to the right side of the original characteristic as indicated by the variation characteristic Xd in FIG. Since this state is similar to the case where the gain is apparently lowered, it is conceivable that the CPU first applies gain correction by DPD.

ケース2の様にDPD部2が、もし、図示されない終段増幅部5の出力レベルをモニタするなどの補償型DPDを行っている場合は、入力レベルに対して出力レベルが低いので見かけ上利得が下がった場合と同様の補正を行うので過剰な処理が施されてしまうことになる。   When the DPD unit 2 performs compensation type DPD such as monitoring the output level of the final stage amplification unit 5 (not shown) as in the case 2, the output level is lower than the input level, so that the apparent gain is obtained. Since the same correction is performed as when the value decreases, excessive processing is performed.

図11(a)において、入出力特性が変動特性Xdの曲線のように右側へシフトする場合、単純にDPD部2で利得補正をした場合、シフト補正曲線Xdで示される補償入出力特性になる。その結果D/A3への信号入力は、本来よりも大きなレベルとして入力される。   In FIG. 11A, when the input / output characteristic shifts to the right as in the curve of the fluctuation characteristic Xd, when the gain correction is simply performed by the DPD unit 2, the compensation input / output characteristic indicated by the shift correction curve Xd is obtained. . As a result, the signal input to D / A 3 is input as a level larger than the original level.

つまり、電力増幅器PAへの入力されるデジタル変調信号は同じ入力であってもD/A3からは増幅率が大きく増幅されると共に早めに0dBFSへ達してしまうので出力も早めにクリッピングさてしまう。 That is, even if the digital modulation signal input to the power amplifier PA is the same input, the D / A 3 has a large amplification factor and reaches 0 dBFS earlier, so that the output is also clipped earlier.

これを防ぐため、この補正方法では、先のDPDの補償を弱めるか打ち消すため、ピークカットレベルを下げることにより終段増幅器5への信号入力レベルを抑える。   In order to prevent this, in this correction method, the signal input level to the final stage amplifier 5 is suppressed by lowering the peak cut level in order to weaken or cancel the compensation of the previous DPD.

この場合、CPU7は出力、すなわちCCDFモニタ部24からフィードバック入力される信号のCCDFモニタ信号を監視し、その情報をCFR制御部1に入力することでCCDFモニタ部24のPAPRが想定値を超えないようにする。すなわち、ピーク設定部14とピーク調整部12を制御をすることによりピークカットレベルを下げる。   In this case, the CPU 7 monitors the output, that is, the CCDF monitor signal of the signal fed back from the CCDF monitor unit 24, and inputs the information to the CFR control unit 1 so that the PAPR of the CCDF monitor unit 24 does not exceed the assumed value. Like that. That is, the peak cut level is lowered by controlling the peak setting unit 14 and the peak adjustment unit 12.

このシフト対策として、CCDFモニタ部13のCCDF曲線についても予め標準曲線を定めておき、CPU7は、その標準曲線に近づくようにCFR(ピークカットレベル)を調整しても良い。また更に、CCDFモニタ部22のCCDF曲線についても予め標準曲線を定めておき、CPU7は、その標準曲線に近づくようにしても良い。これらの処理を組み合わせて、より的確なピークカット処理とDPD補償とが可能になる。   As a countermeasure against this shift, a standard curve may be determined in advance for the CCDF curve of the CCDF monitor unit 13, and the CPU 7 may adjust the CFR (peak cut level) so as to approach the standard curve. Furthermore, a standard curve may be determined in advance for the CCDF curve of the CCDF monitor unit 22, and the CPU 7 may approach the standard curve. Combining these processes enables more accurate peak cut processing and DPD compensation.

これによりDPD部2が過剰な補正を行いD/A3の出力信号がクリッピングすることを防ぐことができD/A3出力において最適なC/Nを確保することが可能となる。   As a result, it is possible to prevent the DPD unit 2 from performing excessive correction and clipping the output signal of the D / A3, and it is possible to secure an optimum C / N at the D / A3 output.

また、このピークカット単独の調整ではなく、図11(a)から判るようにDPDの補償量を抑えれば0dBFSになる入力レベルが下がるのを防げるのでケース2のDPDの調整を補助的に行うようにしても良い。更にケース2、ケース3のいずれの場合も、終段増幅器5の傾きか、シフトかの利得変動に対する対応方法である。   In addition, the adjustment of the DPD of the case 2 is supplementarily performed because the input level of 0 dBFS can be prevented from being lowered if the compensation amount of the DPD is suppressed as shown in FIG. You may do it. Further, in both cases 2 and 3, this is a method for dealing with gain fluctuations such as the inclination of the final stage amplifier 5 or the shift.

また、利得が低下するケース2のDPD補償を行う場合、終段増幅器5の出力のCCDF曲線が更に外側へ広がる場合は、DPD補償を優先させる代わりにケース3のピークレベルカットを優先させる制御をCPU7が行うなどの方法を組み合わせても良い。   Further, when performing DPD compensation in case 2 where the gain is reduced, if the CCDF curve of the output of the final stage amplifier 5 further spreads outward, control is performed to give priority to the peak level cut in case 3 instead of giving priority to DPD compensation. A method such as that performed by the CPU 7 may be combined.

CCDF修正方法が、DPDかまたはピークカットが好ましいかについては、終段増幅器の特性によって定まるので、各CCDFモニタにおける変化の大きさ、パターンなど予めリファレンスとして例えば、DPD推定部に記憶しておく。そしてパターンに対応して修正方法を予めCPU7が実行するプログラムで設定しておく事によってより理想的な補償が可能になる。   Whether the CCDF correction method is DPD or peak cut is determined by the characteristics of the final stage amplifier, and therefore, the magnitude and pattern of the change in each CCDF monitor are stored in advance in, for example, the DPD estimation unit as a reference. Further, by setting a correction method corresponding to the pattern in advance by a program executed by the CPU 7, more ideal compensation is possible.

また、図8(a)、図11(b)における利得が増加した場合については、詳細な説明は、以上の説明の逆の動作を考えればよいので省略しているが、DPD補償は、0dBFSに対して余裕を作る動作になるのでデジタル処理部分のダイナミックレンジも安定に確保出来る。利得増幅対応にピークカットを優先するか、DPD補償を優先するかは、利得低下対応と同じくパターンに対応して修正方法を予めCPU7が実行するプログラムで設定しておくことが好ましい。   Further, in the case where the gain in FIGS. 8A and 11B increases, the detailed description is omitted because it is only necessary to consider the reverse operation of the above description, but DPD compensation is 0 dBFS. Therefore, the dynamic range of the digital processing part can be secured stably. Whether to prioritize peak cut or DPD compensation in response to gain amplification, it is preferable to set a correction method in advance by a program executed by the CPU 7 corresponding to the pattern as in the case of gain reduction.

図12は、本実施例のCCDFを観測して補正する場合の対応の例を示す図である。
CPU7は、前述の各CCDFモニタ値を観測し、どのケースに当たるかを予め各ケースに対応したCCDFパターンと比較照合して、どの対策を取るかを選択判定する。
FIG. 12 is a diagram showing an example of correspondence when observing and correcting the CCDF of the present embodiment.
The CPU 7 observes each CCDF monitor value described above, and compares and collates in advance with the CCDF pattern corresponding to each case, and selects and determines which countermeasure is taken.

以上述べた少なくとも一つの実施形態の電力増幅器によれば、増幅回路の入力から出力までの経路途中にCCDFモニタ手段を設け、各ポイントでのCCDFを比較してバックオフの所期値との差をなくすピーク値制御手段を持つことにより、電力増幅器が出力する信号のC/Nを改善することが可能となる。   According to the power amplifier of at least one embodiment described above, the CCDF monitoring means is provided in the path from the input to the output of the amplifier circuit, and the difference between the CCDF at each point and the expected backoff value is compared. By having the peak value control means for eliminating the above, it becomes possible to improve the C / N of the signal output from the power amplifier.

本発明のいくつか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同様に、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ものである。   Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

1 CFR部
11、13、22、24 CCDFモニタ部
12 ピーク調整部
14 ピーク設定部
2 DPD部
21 DPD補正部
23 DPD推定部
25 ACLRモニタ部
3 D/A(デジタル/アナログ変換部)
31 A/D(アナログ/デジタル変換部)
4、41 ミキサ
5 終段増幅部
6 アンテナ
61 カプラ
7 CPU
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 CFR part 11, 13, 22, 24 CCDF monitor part 12 Peak adjustment part 14 Peak setting part 2 DPD part 21 DPD correction part 23 DPD estimation part 25 ACLR monitor part 3 D / A (digital / analog conversion part)
31 A / D (analog / digital converter)
4, 41 Mixer 5 Final amplifier 6 Antenna 61 Coupler 7 CPU

Claims (4)

高速デジタル変調信号の入力信号のピークレベルを制限して出力するCFR手段と、前記レベル制限された信号にDPDを施すDPD手段とを備えて、前記入力信号を電力増幅する電力増幅器において、
ピーク値を制限する制御情報が入力され、それに従って前記高速デジタル変調信号のピークレベルを制限して出力するCFR手段と、
前記CFR手段から出力される信号が入力され、その入力信号にDPDを施して出力するか、または前記施すDPDを調整する補償情報を入力して更にDPDを施して出力するDPD手段と、
前記DPDを施された信号が入力され、その入力信号を電力増幅して出力する終段増幅部と、
前記CFR手段の入力および出力と、前記DPD手段の出力と、前記終段増幅部の出力の各CCDFを測定した結果をそれぞれPAPRをパラメータとしてプロットしたデータにして出力するCCDFモニタ手段と、
前記各プロットしたデータが入力され、入力される各プロットデータを前記終段増幅部の出力のプロットデータと比較し、前記CFR手段がカットするピークカットレベルを制限する制御情報と前記DPD手段が前記施すDPDを調整する補償情報とのうち、少なくともいずれか一つを出力することにより前記終段増幅部へ入力される信号のレベルを制御する制御手段とを
備えることを特徴とする電力増幅器。
In a power amplifier that includes CFR means for limiting and outputting a peak level of an input signal of a high-speed digital modulation signal, and DPD means for performing DPD on the level-limited signal, and amplifies the input signal.
CFR means for inputting control information for limiting the peak value, and limiting and outputting the peak level of the high-speed digital modulation signal according to the control information;
DPD means for inputting a signal output from the CFR means and applying the DPD to the input signal for output, or inputting compensation information for adjusting the applied DPD and further applying the DPD for output;
A final stage amplification unit that receives the signal subjected to the DPD, amplifies the power of the input signal, and outputs the amplified signal;
CCDF monitoring means for outputting the results obtained by measuring each CCDF of the input and output of the CFR means, the output of the DPD means, and the output of the final stage amplification section as data plotted using PAPR as a parameter,
The plotted data is input, and the input plot data is compared with the plot data of the output of the final stage amplifying unit. The control information for limiting the peak cut level cut by the CFR means and the DPD means A power amplifier comprising: control means for controlling the level of a signal input to the final stage amplification unit by outputting at least one of compensation information for adjusting DPD to be applied.
前記制御手段は、
前記終段増幅部の出力におけるプロットデータを前記DPD手段の出力におけるプロットデータと比較して、後者よりも外側に出ている場合、それを外側に出ないように前記ピークレベルを下げる制御情報か、または、利得を上げる様に前記施すDPDを調整する補償情報のいずれかを出力する事を特徴とする請求項1記載の電力増幅器。
The control means includes
If the plot data at the output of the final stage amplifying unit is compared with the plot data at the output of the DPD means, and if it is outside the latter, control information that lowers the peak level so that it does not go outside 2. The power amplifier according to claim 1, wherein either one of compensation information for adjusting the applied DPD so as to increase a gain is output.
高速デジタル変調信号が入力されるCFR手段と、CCDFモニタ手段と、前記CFR手段から出力された信号にDPDを施すDPD手段と、終段増幅部と、制御手段とを備え、前記高速デジタル変調信号を電力増幅する電力増幅器の増幅制御方法において、
前記CFR手段は、
前記制御手段から入力されるピーク値を制限する制御情報に従って前記高速デジタル変調信号のピークレベルを制限して出力し、
前記CFR手段から出力される信号が入力される前記DPD手段は、
その入力される信号にDPDを施して出力するか、または前記制御手段から入力されて前記施すDPDを調整する補償情報に従って更にDPDを施して出力し、
前記DPDを施された信号が入力される前記終段増幅部は、その入力された信号を電力増幅して出力し、
前記CCDFモニタ手段は、
前記CFR手段の入力および出力と、前記DPD手段の出力と、前記終段増幅部の出力の各CCDFを測定した結果をそれぞれPAPRをパラメータとしてプロットしたデータにして出力し、
前記各プロットしたデータが入力される前記制御手段は、
入力される各プロットデータを前記終段増幅部の出力のプロットデータと比較し、前記CFR手段がカットするピークカットレベルを制限する制御情報と前記DPD手段が前記DPDを調整する補償情報とのうち、少なくともいずれか一つを出力することにより前記終段増幅部へ入力される信号のレベルを制御することを特徴とする電力増幅器の増幅制御方法。
CFR means to which a high-speed digital modulation signal is input, CCDF monitor means, DPD means for applying DPD to the signal output from the CFR means, a final stage amplification section, and control means, and the high-speed digital modulation signal In the amplification control method of the power amplifier that amplifies the power of
The CFR means includes
According to the control information that limits the peak value input from the control means, the peak level of the high-speed digital modulation signal is limited and output,
The DPD means to which the signal output from the CFR means is input is:
Apply the DPD to the input signal and output it, or further apply the DPD according to the compensation information input from the control means and adjust the applied DPD,
The final stage amplification unit to which the signal subjected to the DPD is input, amplifies the input signal and outputs the amplified signal,
The CCDF monitor means includes
The result of measuring each CCDF of the input and output of the CFR means, the output of the DPD means, and the output of the final stage amplifier is output as data plotted with PAPR as a parameter,
The control means for inputting the plotted data is
Each of the input plot data is compared with plot data of the output of the final stage amplification unit, and control information for limiting the peak cut level cut by the CFR means and compensation information for adjusting the DPD by the DPD means. A method for controlling amplification of a power amplifier, wherein the level of a signal input to the final stage amplification unit is controlled by outputting at least one of them.
前記制御手段は、
前記終段増幅部の出力におけるプロットデータを前記DPD手段の出力におけるプロットデータと比較して、後者よりも外側に出ている場合、それを外側に出ないように前記ピークレベルを下げる制御情報か、または、利得を上げる様に前記DPDを調整する補償情報のいずれかを出力する事を特徴とする請求項3記載の電力増幅器の増幅制御方法。
The control means includes
If the plot data at the output of the final stage amplifying unit is compared with the plot data at the output of the DPD means, and if it is outside the latter, control information that lowers the peak level so that it does not go outside 4. The method of controlling amplification of a power amplifier according to claim 3, wherein either compensation information for adjusting the DPD so as to increase the gain is output.
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